内容正文:
1 电子的发现
2 原子的核式结构模型
第十八章 原子结构
[学习目标]
1.知道阴极射线是由电子组成的,了解汤姆孙研究电子的方法,知道电子的电荷量和比荷.
2.知道α粒子散射实验的实验器材、实验原理和实验现象.
3.知道卢瑟福的原子核式结构模型的主要内容,能说出原子核的数量级.
内容索引
题型探究
重点难点 各个击破
达标检测
检测评价 达标过关
知识探究
新知探究 点点落实
知识探究
一、阴极射线 电子的发现
[导学探究]
1.在如图1所示的演示实验中,K是金属板制成的阴极,A是金属环制成的阳极.K和A之间加上近万伏的高电压后,管端玻璃壁上能观察到什么现象?该现象说明了什么问题?
答案 能看到玻璃壁上淡淡的荧光及管中物体在玻璃壁上的影,这说明阴极能够发出某种射线,并且撞击玻璃引起荧光.
图1
2.人们对阴极射线的本质的认识有两种观点,一种观点认为是一种电磁波,另一种观点认为是带电微粒,你认为应如何判断哪种观点正确?
答案 可以让阴极射线通过电场或磁场,若射线垂直于磁场(电场)方向射入之后发生了偏转,则说明该射线是由带电微粒组成的.
[知识梳理]
1.阴极射线
科学家用真空度很高的真空管做放电实验时,发现真空管 极发射出的一种射线,叫做阴极射线.
2.阴极射线的特点
(1)在真空中沿 传播;
(2)碰到荧光物质可使荧光物质发出 .
阴
直线
荧光
3.电子的发现
让阴极射线分别通过电场和磁场,根据 情况,证明了它的本质是 的粒子流并求出了这种粒子的比荷.
4.密立根通过著名的“油滴实验”精确地测出了电子电荷.电子电荷量一般取e= ,电子质量me= .
汤姆孙
偏转
1.6×10-19 C
9.1×10-31 kg
带负电
二、α粒子散射实验
[导学探究]
如图2所示为1909年英籍物理学家卢瑟福指导他的学生盖革和马斯顿进行α粒子散射实验时的实验装置,阅读课本,回答以下问题:
(1)什么是α粒子?
答案 α粒子 是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子,实质是失去两个电子的氦原子核,带有两个单位的正电荷,质量为氢原子质量的4倍、电子质量的7 300倍.
图2
(2)实验装置中各部件的作用是什么?实验过程是怎样的?
答案 ①α粒子源:把放射性元素钋放在带小
孔的铅盒中,放射出高能的α粒子.
②带荧光屏的放大镜:观察α粒子打在荧光屏
上发出的微弱闪光.
实验过程:
α粒子经过一条细通道,形成一束射线,打在很薄的金箔上,由于金原子中的带电粒子对α粒子有库仑力的作用,一些α粒子的运动方向改变.带有放大镜的荧光屏可以沿图中虚线转动,以统计向不同方向散射的α粒子的数目.
(3)实验现象如何?
答案 α粒子散射实验的实验现象:绝大多数α粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进,但有少数α粒子发生了大角度偏转,偏转的角度甚至大于90°.
(4)少数α粒子发生大角度散射的原因是什么?
答案 α粒子带正电,α粒子受原子中带正电的部分的排斥力发生了大角度散射.
[知识梳理]
1.α粒子散射实验装置由 、 、 等几部分组成,实验时从α粒子源到荧光屏这段路程应处于 中.
2.实验现象:绝大多数α粒子穿过金箔后,基本上仍沿 的方向前进,但有少数α粒子发生了 偏转,偏转的角度甚至大于 .
3.α粒子散射实验的结果用汤姆孙的“枣糕模型”无法解释.
α粒子源
金箔
带有荧光屏的放大镜
真空
原来
大角度
90°
三、原子的核式结构模型 原子核的电荷与尺度
[导学探究]
1.原子中的原子核所带电荷量有何特点?
答案 原子核带正电,所带电荷量与核外电子所带的总电荷量相等.
2.核式结构模型是如何解释α粒子散射实验结果的?
答案 (1)由于原子核很小,大多数α粒子穿过金箔时都离核很远,受到的斥力很小,它们的运动方向几乎不改变.
(2)只有极少数α粒子有机会与原子核接近,受到原子核较大的斥力而发生明显的偏转.
[知识梳理]
1.核式结构模型:1911年由卢瑟福提出.在原子中心有一个很小的核,叫
.它集中了全部的 和几乎全部的 , 在核外空间运动.
2.原子核的电荷与尺度
原子核
正电荷
质量
电子
原
子
核
原子核的电荷数等于它们的