3.1～3.2 敲开原子的大门 原子的结构-【步步高】2019版学案导学与随堂笔记物理（粤教版选修3-5）

第一节　敲开原子的大门 第二节　原子的结构 [学习目标] 1.知道阴极射线是由电子组成的，电子是原子的组成部分，知道电子的电荷量和荷质比.2.了解汤姆生发现电子的研究方法及蕴含的科学思想，领会电子的发现对揭示原子结构的重大意义.3.知道α粒子散射实验的实验器材、实验原理和实验现象.4.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. 一、探索阴极射线　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？ 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　(1)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. (2)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，则该射线是由带电微粒组成的. [知识梳理] 1.探索阴极射线 (1)阴极射线：在抽成真空的玻璃管两端加上高电压时，从阴极发出的一种使玻璃管壁上出现绿色荧光的射线. (2)汤姆生对阴极射线的探索方法 ①让阴极射线通过电场，根据偏转情况，可判断阴极射线带负电. ②让阴极射线通过磁场，根据偏转情况，测出阴极射线的荷质比. 2.汤姆生的探究方法 (1)换用不同的放电气体，或用不同金属材料制作电极，测得相同的荷质比. (2)在气体电离、光电效应中，可从不同物体中逸出这种射线粒子. (3)这种粒子的电荷与氢离子的电荷大小基本相同，质量却比氢原子小得多. [即学即用]　判断下列说法的正误. (1)阴极射线在真空中沿直线传播.(　√　) (2)英国物理学家汤姆生认为阴极射线是一种电磁辐射.(　×　) (3)组成阴极射线的粒子是电子.(　√　) (4)电子是原子的组成部分，电子电荷量可以取任意数值.(　×　) 二、α粒子散射实验 [导学探究]　如图2所示为1909年英国物理学家卢瑟福指导他的学生盖革和马斯顿进行α粒子散射实验的实验装置，阅读课本，回答以下问题： 图2 (1)什么是α粒子？ (2)实验装置中各部件的作用是什么？实验过程是怎样的？ (3)实验现象如何？ (4)少数α粒子发生大角度散射的原因是什么？ 答案　(1)α粒子(He)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. (2)α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. 带荧光屏的显微镜：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.带荧光屏的显微镜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)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)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.汤姆生设想原子是一个球体，带正电的部分均匀地分布在其中，质量很小的电子则像布丁中的葡萄干一样镶嵌在内.该模型被卢瑟福的α粒子散射实验否定. 2.α粒子散射实验装置由α粒子源、金箔、带有荧光屏的显微镜等几部分组成，实验时从α粒子源到荧光屏这段路程应处于真空中. 3.α粒子散射实验的现象是：绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子的偏转超过了90°，有的甚至几乎达到180°. 4.α粒子散射实验的结果用汤姆生的“葡萄干布丁模型”无法解释. [即学即用]　判断下列说法的正误. (1)α粒子散射实验证明了汤姆生的原子的模型是符合事实的.(　×　)[来源:学+科+网Z+X+X+K] (2)α粒子散射实验中大多数α粒子发生了大角度偏转或反弹.(　×　) (3)α粒子大角度的偏转是电子造成的.(　×　) (4)α粒子带有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的四倍.(　√　) 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？ (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)原子核带正电，所带电荷量与核外电子所带的电荷量相等. (2)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][来源: