4.12电子的发现与汤姆孙原子模型原子的核式结构模型课件高二下学期物理选择性

第四章原子结构第1节电子的发现与汤姆孙原子模型第2节原子的核式结构模型二、电子的发现19世纪后半叶，科学家发现了阴极射线。19世纪后半叶，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，阴极直接发出一种射线，这种射线能使玻璃管壁发出荧光，人们把这种射线称为阴极射线。1890年开始，英国科学家汤姆孙对阴极射线进行研究。电子的发现通过使阴极射线粒子受到的静电力和洛伦兹力平衡的方法，确定了阴极射线粒子的本质是带负电的粒子流，并确定了其速度，测量出了这些粒子的比荷。电子的发现电子的发现

汤姆孙把各种不同的气体充入管内，用不同的金属分别制成阴极，实验测出的比荷大体相同，说明这种带电粒子是组成各种物质的共同成分。汤姆孙认为，阴极射线粒子是电荷量大小与氢离子相同、而质量比氢离子小得多的粒子，他把这种带电粒子称为电子。电子电荷量的精确测定是由密立根通过油滴实验完成的阴极射线粒子的本质是电子束注意：汤姆孙的实验只测出了电子的比荷，并未测出其带电量！！e=1.6×10-19C汤姆孙原子模型“葡萄干面包”模型电子的发现说明原子具有一定的结构，也就是说原子是由电子和其他物质组成的。粒子散射实验α1909年，卢瑟福和他的合作者做了用α粒子轰击金箔的实验（氦核He，带电量+2e）①绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进②少数α粒子发生了较大的偏转③极少数α粒子的偏转超过了90°④个别α粒子甚至几乎达到180°偏转

（被反弹的概率有1/8000）根据汤姆孙原子模型:①电子质量<<α粒子质量，对α粒子的运动影响很小②α粒子在原子外时，原子对α粒子无作用力α粒子靠近原子或进入原子内部，由于正电荷均匀分布在原子球体中，

越靠近原子核，作用力越小粒子散射实验αα粒子的大角度散射是因为受到强大的排斥力的作用；当质量相差很大的轻球撞重球时，轻球会被反弹。说明原子大部分质量和所有正电荷应该集中在一个很小的区域汤姆孙原子模型无法解释α粒子的大角度散射！！！卢瑟福原子模型卢瑟福原子模型的特点：①原子内部有一个（体积）很小的核，称为原子核，②原子的全部正电荷及几乎全部的质量都集中在原子核内（电子也有一点点质量）③电子在原子核外面运动卢瑟福原子模型有些像太阳系，电子绕原子核运行就像太阳系的行星绕太阳运行似的。因此又被称为行星模型。这一模型建立的基础是α粒子散射实验用卢瑟福原子模型很好地解释了α粒子大角度散射实验①电子对α粒子运动的影响很小（电子质量远小于α粒子，并不是无相互作用，

二者碰撞能量损失可忽略）影响α粒子运动的主要因素是：原子核与α粒子之间的库仑力（排斥力）②若α粒子穿过金箔时离核较远，受到的斥力很小，它们的运动几乎不受影响；只有α粒子从原子核附近飞过时，才会明显地受到原子核的库仑力而发生大角度偏转③因为原子核很小，α粒子十分接近它的机会很少，所以绝大多数α粒子基本上仍按直线方向前进，发生偏转的粒子中大多数偏转角度也不大，只有极少数α粒子发生大角度偏转，甚至被弹回。①注意偏转的方向（排斥力指向轨迹凹侧）②当α粒子靠近和远离原子核时，α粒子的动能和电势能怎么变？利用库仑力做功与电势能变化的关系判断③α