原子的核式结构模型 学习任务单 高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

学习任务单

课程基本信息学科高中物理（人教版）年级高二年级学期春季课题原子的核式结构模型学习目标知道发现电子的意义，体会电子发现过程中蕴含的科学方法。了解α粒子散射实验原理和实验现象。了解卢瑟福的原子核式结构模型；知道原子和原子核大小的数量级。4.认识原子核式结构模型建立的科学推理与论证过程。课前学习任务【教材阅读指导】1.人们对阴极射线的本质的认识有两种观点，一种观点认为是，另一种观点认为。2.汤姆孙对阴极射线本质的探究结论：汤姆孙通过实验得出，阴极射线是一种带电的质量的粒子，物理学中称为.电子是原子的组成部分．3.通过著名的“油滴实验”精确地测出了电子电荷.电子电荷量一般取e＝________。4.电子发现的意义：电子的发现揭开了认识结构的序幕．

5.汤姆孙的原子模型：原子是一个球体，正电荷__________地分布在球体内，电子镶嵌其中，汤姆孙模型被称为“西瓜模型”或“________模型”。6.α粒子散射实验：用α射线照射金箔，________α粒子穿过后基本上仍沿原方向前进，________α粒子发生较大偏转。7．卢瑟福的原子模型：在原子的中心有一个很小的核，叫做________，原子的全部________和几乎全部的________都集中在原子核里，带负电的电子在________空间运动。8．原子核的大小：原子核的质量几乎集中了原子的全部质量，但它的________却非常小，原子半径大约是________，而原子核的半径约为________。课上学习任务【学习任务一】思考阴极射线的本质科学家在研究稀薄气体放电时发现，当玻璃管内的气体足够稀薄时，阴极就发出一种射线。它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光，这种射线称为阴极射线。那么阴极射线的本质是什么？【学习任务二】电子的发现教师讲授：对阴极射线本质的认识有两种观点介绍汤姆孙实验装置由阴极K发出的射线通过小孔AB形成一束细细的阴极射线，它穿过两片平行的金属板D1、D2之间的空间，到达右端带有标尺的荧光屏上。根据射线产生的荧光屏的位置（如P1、P2、P3、P4，⋯），可以研究射线的径迹。2.实验过程不加电场粒子打在p1处在电场中偏转，受力方向与电场方向相反说明在电场和磁场平衡，qʋB=qE可求出速度v=仅在磁场中偏转，可求出比荷q/m=3.实验结论：①阴极射线的本质是②电子与氢离子电荷量③电子是原子的4.密立根测电子电量和质量美国的物理学家密里根，通过油滴实验测得的电子电量e=1.602×10-19C，一般取1.6×10-19Cme=9.109×10-31kg。质子质量是电子质量的1836倍。他还发现电荷具有的特征，任何带电体的电荷只能是电子电量的倍。思考：实验发现，高速电子很容易穿过金属中的原子，这就说明原子不是一个实心球体，汤姆孙的模型可能不正确。在正常情况下，原子呈电中性。电子带负电且质量极小，所以原子内部必然还有带正电部分，且具有原子的大部分质量。原子内部结构到底是怎样的呢？那么原子内带正电的物质和带负电的电子如何分布呢？【学习任务三】原子的核式结构模型1.汤姆孙的原子模型1898年汤姆孙提出了一种原子结构模型，他认为原子是一个球体，正电部分弥漫性均匀分布在整个原子内，而电子镶嵌其中所以又叫西瓜模型。思考：这个模型能够说明原子的稳定性，也能解释一些原子能够发光的实验现象。但实验发现，高速电子很容易穿过金属中的原子，这就说明原子不是一个实心球体，汤姆孙的模型可能不正确。原子内部结构到底是怎样的呢？2.α粒子散射实验问题①什么是α粒子呢？为什么要用α粒子作为炮弹？α粒子是某些放射性物质放射出来的粒子，由两个质子和两个中子构成，速度约为光速的，贯穿本领较，一张薄纸即可阻挡，在空气中只能传播数十厘米远。α射线可以使荧光物质。问题②怎样能得到高速阿尔法粒子呢？用钋po作为放在带有小孔的中，从一个方向放射出高能的α粒子。问题③一张薄纸就能挡住α粒子，怎么解决这个问题？可以用它轰击，金的性好，可以做得比纸薄，金原子质量，可以产生更好的散射效果。问题④α粒子在空气中只能传播数十厘米，怎么解决这个问题呢？在下进行实验，并且防止了空气分子对实验结果的干扰。问题⑤如何观测α粒子轰击金原子后的情况？因为α粒子能使荧光屏发出荧光，但是光点很小。所以可以用观测荧光屏上的光点。显微镜可，从不同角度观察光点，就可以记录在相同时间内各方向散射的α粒子数。预测并看动画模拟过程：1909年，卢瑟福指导他的学生盖勒和马斯顿用阿尔法粒子轰击金箔，来检验汤姆孙原子模型是否正确。并预测α粒子的最大偏角不会超过1度。3.α粒子散射实验现象绝大多数阿尔法粒子穿过金箔以后，基本上少数阿尔法发生了极少数偏转的角度甚至4.α粒子散射实验分析在实验中，极少数α粒子。这说明在原子内部带正电的物质质量、体积。实验中，绝大多数α粒子穿过金箔以后，，这说明原子中的绝大部分，原子中带正电部分的体积很，但它几乎占有全部的。原子的核式结构模型原子的中心有一个很小的核，叫。原子的全部和几乎都集中在原子核里。思考：那么电子会不会静止在核的外面呢，它在原子内部是到底怎样运动的呢？带负电的电子在核外空间。卢瑟福核式结构模型对α粒子散射实验现象的解释：当α粒子进入原子区域后，大部分离正电体很远，受到斥力，运动方向几乎是不变的。只有极少数阿尔法粒子在穿过原子的时候，距离正电体也就是原子核很，它受到很强的作用发生大角度的反射。【学习任务三】原子核的电荷和尺度1.关于原子的电荷数α粒子散射实验可以确定不同原子核的电荷量。原子是电的，就可以通过推算出原子内含有的数。科学家们注意到，原子核的也就是原子内的，非常接近它们的，这说明元素周期表中的各种元素是按原子中的来排列的。关于原子和原子核的大小。对于一般的原子核，整个原子半径的数量级是，而实验确定的核半径的数量级为，两者相差十万倍之多。如果把运动场比作原子，与场中间一滴小水珠则可是视为原子核，可见原子内部是十分的。【学习任务四】课堂例题粒子散射实验的装置示意图，如图所示，关于显微镜含荧光屏转动到图中四个位置时所观察到的现象，下述说法中正确的是()A.放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多。B.放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置稍少些。C.放在C位置时，相同时间内观察到的屏上的闪光次数要比A位置少很多D.放在C、D位置时，屏上观察不到闪光。2.下列对α粒子散射实验的解释，正确的有()A.使α粒子产生偏转的主要原因，是原子中电子对α粒子的作用力，B.使α粒子产生偏转的力是库伦力。C.原子核很小，α粒子接近它机会很小，所以绝大多数的α粒子仍沿原方向原来的方向