4.3原子的核式结构模型 课件-2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

1、知道阴极射线是由电子组成的、电子的电荷量、发现电子的意义，体会电子发现过程中蕴含的科学方法 2、知道电荷是量子化的，即任何电荷只能是e的整数倍 3、了解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,知道原子核半径的数量级及原子核的电荷数。 5认识原子核式结构模型建立的科学推理与论证方法。 学习目标 4.3原子的核式结构模型 对阴极射线本质的认识有两种观点 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，阴极就发出一种射线。它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光，这种射线的本质是什么呢? 这种射线称为阴极射线。 德国赫兹认为，这种射线的本质是一种电磁辐射的传播过程。英国汤姆孙认为，这种射线的本质是一种高速带电微粒。 一、电子的发现 1. 汤姆孙实验装置 ①K产生阴极射线 ②A、B形成一束细细射线 ④如何检测射线的带电性质？ ③荧光屏显示阴极射线到达的位置 偏转：阴极射线本质是带电粒子流 不偏转：阴极射线的本质是电磁波 让阴极射线通过电场或磁场 2.汤姆孙发现电子 （1）汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带负电的粒子流。不同物质都能发射这种带电粒子，它是构成各种物质的共有成分。 qʋB = qE 电磁场： 磁场： （比荷） （2）组成阴极射线的粒子被称为电子。电子是比原子更基本的物质单元，是原子的组成部分。 r qE P2 p1 p3    qvB + _ （3）电子发现意义：人们由此认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也有结构。 3、密立根测电子电量 密立根 密立根实验更重要的发现是：电荷是量子化的，即任何带电体的电荷只能是e的整数倍。从实验测到的比荷及e的数值，可以确定电子的质量。现在人们普遍认为电子的质量为m＝ 9.10938356×10-31kg 电子电荷的精确测定是在1909〜1913年间由密立根通过著名的“油滴实验”做出的。 目前公认的电子电荷e的值为e＝ 1.602176634×10-19C 4、阴极射线的本质 （1）阴极射线的本质是电子。 （2）电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元。 二、原子的核式结构模型 1. 汤姆孙——西瓜模型（枣糕模型） 通常情况下，物质是不带电的，因此，原子是电中性的。既然电子是带负电的，质量又很小，那么，原子中一定还有带正电的部分，它具有大部分的原子质量。 原子中带正电的部分以及带负电的电子可能是如何分布的? 原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中。 勒纳德1903年做了一个实验，发现高速电子很容易穿透原子，原子不是一个实心球体。这个模型可能不正确。 勒纳德，1862—1947，德国物理学家，获得1905年诺贝尔物理学奖. 2粒子散射实验（真空中进行） （1）实验装置 放射源：放射性元素钋（Po）放出粒子，粒子是氦核，带2e正电荷，质量是氢原子的4倍，具有较大的动能。 金箔：作为靶子，厚度1μm。 荧光屏：粒子打在上面发出闪光。 显微镜：通过显微镜观察闪光，且可360°转动观察不同角度粒子的到达情况。 卢瑟福，1871-1937，英国物理学家，1908年，卢瑟福获得诺贝尔化学奖. α粒子：①容易获得②质量大，速度快，有足够的能量可以接近原子中心③可以使荧光物质发光，方便地捕捉到α粒子的径迹 金箔：①金原子电荷量较大，对α粒子的库仑力作用较显著②金原子比α粒子质量大，当α粒子靠近金原子时α粒子改变运动方向会很大，但是对金原子的影响会很小③金的延展性好，金箔可以做得很薄，接近于单层原子，减少与金原子核的二次碰撞 （2）α粒子散射实验现象结论 绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进； 少数α粒子（约占8000分之一）发生了较大的偏转； 极少数α粒子的偏转超过了90°，有的甚至几乎被撞了回来。 （3）根据汤姆生模型对α粒子散射实验的解释 ①电子质量很小很小，对碰撞前后对质量大的α粒子的运动方向不会发生明显影响，也不会有大角度散射 ②由于正电荷均匀分布，α粒子所受库仑力也很小，故α粒子也不会存在大偏转角度。 （4）卢瑟福的原子核式模型 （5）原子核式模型对α粒子散射实验的解释 ①大部分α粒子穿过金箔时离核很远，受到的斥力很小，它们的运动几乎不受影响. ②少数α粒子从核附近飞过，明显受到原子核的库伦斥力而发生大角度的偏转. ③极少数α粒子撞到原子核而反弹. 在原子中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转. 三、原子核的电荷与尺度 1、电子数与原子序数 原子核所带正电荷数（核电荷数）=核外电子数=该元素在周期表内的原子序数 由于原子是电中性的，原子核所带正电