高二 粤教版 物理选择性必修第三册 第五章《第一节 原子的结构（第1课时） 》课件

第一节

原子的结构（第1课时）高二—粤教版—物理选择性必修第三册—第五章学习目标

了解汤姆孙发现电子的过程和枣糕模型的建立

知道α粒子散射实验的实验方法和实验现象

知道原子核式结构模型的主要内容

情境导入

1858年，科学家发现了阴极射线，在一个抽成真空的玻璃管两端加上高电压，这时阴极会发出一种射线，称为阴极射线，阴极射线究竟是什么？是原子？还是更小的带电微粒？一、电子的发现（一）阴极射线

在研究气体导电的玻璃管内有阴、阳两极，若在两极间加一定电压，阴极便发出一种射线，这种射线称为阴极射线。

特点：阴极射线碰到荧光物质后能使其发光。阳极荧光屏狭缝阴极（二）关于阴极射线的两种争论1.阴极射线是类似于X射线的电磁波；2.阴极射线是带电微粒。

1.实验探究：阴极

K

发出的带电粒子→小孔A、B→金属板P、P′→管壁P1

处产生荧光斑点→当施加电场后，带电粒子发生偏转，P2

处产生荧光斑点。结论：阴极射线中粒子所带电荷为负电荷。(三)汤姆孙对阴极射线的研究极板长

LKABPP′θP1P2+-+-J.J汤姆孙(三)汤姆孙对阴极射线的研究2.带电粒子比荷e/m的测定过程在PP′两极间加入合适的电场，并逐步增大电压，使屏幕上的亮点逐渐向屏幕下方偏移，直到屏幕上恰好看不见亮点为止，记下此时外加电压U.偏转位移在PP′之间施加一个大小合适、方向垂直于纸面的磁场，使屏幕正中心重现亮点。射线粒子的速度大小

结论：带电粒子比荷

LKABPP′P1P2+-+-（1）带负电的粒子是构成各种物质的共有成分。（2）阴极射线粒子的比荷是氢离子比荷的近2000倍，而该粒子所带电荷的大小与氢离子大致相同，所以这种粒子的质量比氢离子小得多。这种带负电的粒子即为电子。（五）密立根的结论（油滴实验）（1）电子的电荷量为e=1.6022×10-19C。电子电荷量e为最小的电荷量，称为元电荷。电子质量me=9.1094×10-31kg，氢离子质量是电子质量的

1836倍。（2）任何带电体的电荷只能是元电荷e

的整数倍。(四)汤姆孙的结论（五）发现电子的意义1.电子是原子的基本组成部分。2.原子还可以再分，除了电子，还包括质量较大且带正电的粒子。

例1.如图所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线将（）

A．向纸内偏转

B．向纸外偏转

C．向下偏转

D．向上偏转

解析：因为阴极射线是带负电的电子流，电子从负极端射出，由左手定则可判定阴极射线(电子)向上偏转。故D选项正确。

D二、原子的核式结构模型（一）汤姆孙的“枣糕”模型

“枣糕”模型：原子是个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中。

缺陷：

不能解释高速电子容易穿透原子的现象。

（二）α粒子散射实验

卢瑟福人物介绍

欧内斯特·卢瑟福(1871年8月30日－1937年10月19日），英国著名物理学家，被称为原子核物理学之父。学术界公认他为继法拉第之后最伟大的实验物理学家，1908年，卢瑟福获得诺贝尔化学奖。

卢瑟福领导团队成功地证实在原子的中心有个原子核，创建了卢瑟福核式结构模型（行星模型）。

卢瑟福的实验室被后人称为“诺贝尔奖得主的幼儿园”。他的学生和助手有多人获得了诺贝尔奖。如1922年，卢瑟福的学生玻尔获诺贝尔物理奖；1935年，卢瑟福的学生查德威克获诺贝尔物理奖。卢瑟福（二）α粒子散射实验

实验探究：在真空中，一束α粒子打在金箔上，通过探测屏或者显微镜观察某一时间内向某一方向散射的α粒子数。金箔狭缝探测屏α

粒子发生器视频：模拟α粒子散射实验

现象：绝大多数

α

粒子穿越金箔后仍沿原方向前进，少数发生较大偏转，极少数偏转角超过

。（二）α粒子散射实验(三)原子的核式结构模型

卢瑟福依据α粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构：原子中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。

例2.（多选）卢瑟福对α粒子散射实验的解释是（

）

A．使α粒子产生偏转的力主要是原子中电子对α粒子的作用力

B．使α粒子产生偏转的力是库仑力

C．原子核很小，α粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进

D．能产生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子

解析：原子核带正电与α粒子间存在库仑力，当α粒子靠近原子核时受库仑力而偏转，故B对，A错；由于原子核非常小，绝大多数粒子经过时离核较远因而运动方向几乎不变，只有离核很近的α粒子受到的库仑力较大，方向改变较多，故C、D对。BCD(四)原子核的电荷与尺度1.原子核的电荷原子核的电荷数等于核外电子数，等于原子序数。2.原子核的尺度

原子核大小的数量级为10－15m，原子大小数量级为10－10m，两者相差十万倍之多，可见原子内部十分“空旷”。若原子相当于一个立体的足球场的话，则原子核就象足球场中的一粒米。约10-10m

10-15m~10-14m

例3.（多选）关于原子的核式结构模型，下列说法正确的是（）

A．原子中绝大部分是“空”的，原子核很小

B．电子在核外绕核旋转的向心力是原子核对它的库仑力

C．原子的全部电荷和质量都集中在原子核里

D．原子核的直径的数量级是10－10

mABAC

解析：在卢瑟福α粒子散射实验中，α粒子穿过金箔后，绝大多数α粒子仍沿原来的方向前进，