2.2 原子的核式结构模型-【步步高】2019版学案导学与随堂笔记物理（教科版选修3-5）

2　原子的核式结构模型 [学习目标]　1.了解原子结构模型建立的历史过程及各种模型建立的依据.2.知道α粒子散射实验的实验方法和实验现象.3.知道原子核式结构模型的主要内容． 一、汤姆孙的原子模型 汤姆孙认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌在球中． 图1 如图1所示为汤姆孙的原子模型，小圆点代表正电荷，大圆点代表电子． 汤姆孙的原子模型被称为枣糕模型．该模型能解释一些实验现象，但后来被α粒子散射实验否定了． 二、α粒子散射实验 1．α粒子：是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，带有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的4倍． 2．实验结果 绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进或只发生很小的偏转，但有些α粒子发生了较大的偏转，大约的α粒子偏转角度超过了90°，个别的甚至接近180°. 三、卢瑟福的核式结构模型 1．核式结构模型：1911年由卢瑟福提出．在原子中心有一个体积很小、带正电荷的核，而电子在核外绕核运动．原子核虽小，但几乎集中了原子的所有质量． 2．原子核的尺度 原子核的直径约为10－15_m，只有原子直径的. 四、原子的核式结构模型与经典理论的矛盾 卢瑟福的核式结构模型正确地指出了原子核的存在，很好地解释了α粒子散射实验，但是，经典的物理学既无法解释原子的稳定性，又无法解释原子发光频谱的分立特征． [即学即用]　判断下列说法的正误． (1)汤姆孙的枣糕模型认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内．(　√　) (2)α粒子带有一个单位的正电荷，质量为氢原子质量的2倍．(　×　) (3)α粒子散射实验证实了汤姆孙的枣糕式原子模型．(　×　) (4)卢瑟福的核式结构模型认为原子中带正电的部分体积很小，电子在正电体外面运动． (　√　)[来源:学*科*网Z*X*X*K] (5)原子核的电荷数等于核中的中子数．(　×　) (6)对于一般的原子，由于原子核很小，所以内部十分空旷．(　√　) 一、对α粒子散射实验的理解与分析 [导学探究]　如图2所示为1909年英籍新西兰物理学家卢瑟福及盖革进行α粒子散射实验的实验装置，阅读课本，回答以下问题： 图2 (1)实验装置中各部件的作用是什么？实验过程是怎样的？ (2)实验现象如何？ (3)少数α粒子发生大角度散射的原因是什么？ 答案　(1)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粒子会改变原来的运动方向．带有放大镜的荧光屏可以沿题图中虚线转动，以统计向不同方向散射的α粒子的数目． (2)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°. (3)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． [知识深化] 1．实验现象 (1)绝大多数的α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进． (2)少数α粒子发生较大的偏转．[来源:Zxxk.Com] (3)极少数α粒子偏转角度超过90°，有的几乎达到180°. 2．理解 (1)核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变． (2)汤姆孙的原子模型不能解释α粒子的大角度散射． (3)少数α粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些α粒子在原子中的某个地方受到了质量、电荷量均比它本身大得多的物体的作用． (4)绝大多数α粒子在穿过厚厚的金原子层时运动方向没有明显变化，说明原子中绝大部分是空的，原子的正电荷和几乎全部质量都集中在体积很小的核内． 例1　如图3所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况．下列说法中正确的是(　　) 图3 A．在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多 B．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光 C．卢瑟福选用不同重金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似 D．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金箔原子后产生的反弹 答案　C 解析　α粒子散射实验现象：绝大多数α粒子沿原方向前进，少数α粒子有大角度散射．所以A处观察到的粒子数多，B处观察到的粒子数少，所以选项A、B错误．α粒子发生散射的主要原因是受到原子核库仑斥力的作用，所以选项D错误，C正确． 解决这类问题的关键是理解并熟记以下两点： (1)明确实验装置的组成及各部分的作用．[来源:学#科#网Z#X#X#K] (2)弄清实验现象，知道“绝大多数”、“少数”和“极少数”α粒子的运动情况及原因． 二、原