第4章 第2节 原子的核式结构模型（教师用书word）-2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册【精讲精练】鲁科版

第2节　原子的核式结构模型 [学业要求与核心素养] 1．了解α粒子散射实验原理和实验现象。 2．知道卢瑟福的原子核式结构模型的主要内容。 3．知道原子和原子核大小的数量级，原子核的电荷数。 一、α粒子散射实验 1．α粒子。 α粒子是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，含有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的__4__倍。 2．实验方法。 用α粒子源发射的α粒子束轰击__金箔__，用带有荧光屏的放大镜，在水平面内不同方向对__散射__的α粒子进行观察，根据散射到各方向的α粒子所占的__比例__，可以推知原子中正、负电荷的分布情况。 3．实验装置。 　 4．实验现象。 (1)__绝大多数__的α粒子穿过金箔后，基本上仍沿__原来__的方向前进。 (2)__少数__α粒子发生了__大角度__偏转，偏转的角度甚至__大于90°__，它们几乎被__撞了回来__。 5．实验意义：卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了__核式结构__模型。 二、卢瑟福原子模型 1．核式结构模型：1911年由卢瑟福提出，原子中带正电的部分体积很小，但几乎占有全部__质量__，电子在正电体的外面__运动__。 2．原子核的电荷与尺度。 (多选)下列说法正确的是(　　) A．α粒子就是高速的电子 B．α粒子散射实验表明了原子的质量几乎全部都集中在原子核上 C．多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进极少数发生较大偏转，甚至被弹回 D．以上说法都不对 答案　BC 知识点一　对α粒子散射实验的理解 关于α粒子散射实验的相关问题 1．α粒子的实质：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，质量约为氢原子质量的4倍、电子质量的7300倍。 2．实验装置。 (1)α粒子源：钋放在带小孔的铅盒中，放射出高能α粒子，带两个单位的正电荷，质量约为氢原子质量的4倍。 (2)金箔：特点是金原子的质量大，且易延展成很薄的箔。 (3)放大镜：能绕金箔在水平面内转动。 (4)荧光屏：荧光屏装在放大镜上。 (5)整个实验过程在真空中进行。金箔很薄，α粒子很容易穿过。 3．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图中虚线转动，以统计向不同方向散射的α粒子的数目。 4．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°。 [例1]　(多选)如图所示为卢瑟福做α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和放大镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，下列对观察到的现象的说法中正确的是(　　) A．放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多 B．放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置时稍少些 C．放在C、D位置时，屏上观察不到闪光 D．放在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少 [思路点拨]　根据α粒子散射实验的结果判断。 [自主解答]　α粒子散射实验的结果是，绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，少数α粒子发生了较大偏转，极少数α粒子被反弹回来。因此，荧光屏和放大镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，在相同时间内观察到屏上的闪光次数分别为绝大多数、少数、少数、极少数，故A、D正确。 [答案]　AD ●方法点拨 (1)解答与本节知识有关的试题，必须以两个实验现象和发现的识记为基础，应明确以下几点： ①汤姆孙发现了电子，说明原子是可分的，电子是原子的组成部分。 ②卢瑟福“α粒子散射实验”说明：原子中几乎全部空间是空的，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上。 (2)根据原子的核式结构，结合前面所掌握的动能、电势能、库仑定律及能量守恒定律等知识，是综合分析解决α粒子靠近原子核过程中，有关功、能的变化，加速度、速度的变化所必备的基础知识。 1．(多选)关于α粒子散射实验，下列说法中正确的是(　　) A．绝大多数α粒子经过重金属箔后，发生了大角度的偏转 B．α粒子在接近原子核的过程中动能减小，电势能增大 C．α粒子在接近原子核的过程中加速度逐渐减小 D．对α粒子散射实验的数据分析，可以估算出原子核的大小 解析　α粒子散射实验的现象是：绝大多数α粒子几乎不发生偏转；少数α粒子发生了较大角度的偏转；极少数α粒子发生了大角度偏转(偏转角度超过90°，有的甚至几乎达到180°，被反弹回来)，故A错误。α粒子在接近原子核的过程中，由于要克服电场力做功，动能减小，电势能增大，故B正确。α粒子在接近原子核的过程中，库仑力越来越大，则加速度逐渐增大，故C错误。对α粒子散射实验