(教用word)第4章 第1节 电子的发现与汤姆孙原子模型 第2节 原子的核式结构模型-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册(鲁科版2019)

第1节　电子的发现与汤姆孙原子模型 第2节　原子的核式结构模型 学业要求＋核心素养 1．知道阴极射线是由电子组成的，知道电子的电荷量和比荷。(科学思维) 2．了解汤姆孙发现电子对揭示原子结构的重大意义。(科学态度与责任) 3．知道α粒子散射实验的原理和实验结果。(科学探究) 4．知道原子的核式结构模型。(科学思维) 一、物质结构的早期探究 1．基础梳理 (1)古人对物质的认识 ①我国古代的“五行说”认为，万物是由金、木、水、火、土五种基本“元素”组成的。 ②古希腊的亚里士多德认为，万物的本质是土、水、火、空气四种“元素”，天体则由第五种“元素”——“以太”构成。 ③古希腊哲学家德谟克利特等人建立了早期的原子论，认为宇宙间存在一种或多种微小的实体，即“原子”。 (2)通过实验了解物质的结构 ①1661年，玻意耳以化学实验为基础建立了科学的元素论。 ②19世纪初，道尔顿提出了原子论，认为原子是元素的最小单位。 ③1811年，意大利化学家阿伏伽德罗提出了分子假说，指出分子可由多个相同的原子组成。 (3)19世纪初期形成的分子——原子论认为：在物质的结构中存在着分子、原子这样的层次；宏观物质的化学性质决定于分子，而分子则由原子构成；原子是构成物质的不可再分割的最小颗粒，它既不能创生，也不能消灭。 2．尝试探究 试简述道尔顿提出原子论的依据。 提示：18世纪一系列重要的实验结果，如化学反应遵从质量守恒定律，元素形成化合物时遵从定比定律、倍比定律等，启示人们推想物质是由一些不可毁灭的微粒构成的，而且各种不同的元素微粒按照一定的比例形成化合物，在此基础上，19世纪初，道尔顿提出了原子论，认为原子是元素的最小单元。 二、电子的发现及汤姆孙原子模型 1．基础梳理 (1)阴极射线：科学家在研究稀薄气体放电时发现，当玻璃管内的气体足够稀薄时，阴极会发出一种射线，这种射线能使玻璃管壁发出荧光，人们把这种射线称为阴极射线。 (2)汤姆孙对阴极射线本质的探究 ①通过实验：巧妙利用静电力和洛伦兹力平衡等方法，确定了阴极射线粒子的速度，并测量出了粒子的比荷。 ②换用不同材料的阴极和不同的气体，所得粒子的比荷相同，这说明不同物质都能发射这种带电粒子，它是各种物质中共有的成分。 (3)结论 ①阴极射线是带电粒子流。 ②不同物质都能发射这种带电粒子，它是各种物质中共有的成分，比最轻的氢原子的质量还要小得多，汤姆孙将这种带电粒子称为电子。 ③电子的发现说明原子具有一定的结构，即原子是由电子和其他物质组成的。 (4)汤姆孙原子结构模型 原子带正电的部分充斥整个原子，很小很轻的电子镶嵌在球体的某些固定位置，正像葡萄干嵌在面包中那样。 2．尝试探究 如何证明阴极射线是带负电的粒子流？ 提示：将阴极射线射入磁场，根据磁场方向和射线射入方向及偏转方向即可判断出阴极射线是带负电的粒子流，如图所示。 三、α粒子散射实验 1．基础梳理 (1)实验方法 用由放射源发射的α粒子束轰击金箔，利用荧光屏接收，探测通过金箔后的α粒子的偏转情况。 (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，但是有少数α粒子发生了较大的偏转，有极少数α粒子的偏转角超过了90°，有的甚至被原路弹回。大量实验发现，α粒子被反射回来的概率竟然有。 2．尝试探究 如图所示为卢瑟福和他的学生们做α粒子散射实验的装置示意图。荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，经过相同的观察时间： (1)放在哪个位置观察到的闪光次数最多？ 提示：A位置。 (2)放在B位置比A位置观察到的闪光次数多些还是少些？ 提示：少些。 (3)在C、D位置能否观察到闪光？ 提示：能观察到，C位置观察到的次数很少，D位置次数更少。 (4)α粒子散射实验的实验现象说明了什么问题？ 提示：①绝大多数的α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，因为大多数α粒子离金原子核较远。 ②少数α粒子发生较大的偏转。发生较大偏转的α粒子是由于离金原子核较近，库仑斥力较大。 ③极少数α粒子偏转角度超过90°，有的几乎达到180°。正对或基本正对着金原子核入射的α粒子在库仑斥力的作用下先减速至较小速度，然后加速远离金原子核。 四、卢瑟福原子模型 1．基础梳理 (1)核式结构模型 ①原子的内部有一个很小的核，称为原子核，原子的全部正电荷及几乎全部的质量都集中在原子核内；电子在原子核外面运动。 ②原子的核式结构模型又被称为行星模型。 (2)原子的大小 ①原子直径数量级：10－10m。 ②原子核直径数量级：10－15 m。 2．尝试探究 卢瑟福的原子模型是如何解释α粒子散射实验结果的？ 提示：α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到的库仑斥力很小，运动方向也改变很小。只有当α粒子十分接近核时，才受到很大的库仑斥力，发生大角度的偏转。由于核很小，α粒