4.3原子的核式结构模型-2022-2023学年高二物理备课高效互动课件（人教2019选择性必修第三册）

高中物理选择性必修第三册 第四章 原子结构和波粒二象性 热力学定律 4.3 原子的核式结构模型 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？ 高中物理选择性必修第三册 第四章 原子结构和波粒二象性 阴极射线的本质？ 电磁波说 这种射线本质是一种电磁波的传播过程 赫兹 汤姆孙 粒子说 这种射线本质是一种高速粒子流 高中物理选择性必修第三册 第四章 原子结构和波粒二象性 1、汤姆孙研究阴极射线发现了电子，从而敲开了人类认识原子的大门。 汤姆孙 汤姆孙研究阴极射线 电子的发现经历怎样的历程？ 一、电子的发现 ʋ0         阴极射线在电场的偏转 带负电荷 一、电子的发现 阴极K：发出带电粒子 平行的金属板之间夹有电场 带有标尺的荧光屏 ʋ0 阴极射线在磁场的偏转 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，并求出了这种粒子的比荷.组成阴极射线的粒子被称为电子. 一、电子的发现 高中物理选择性必修第三册 第四章 原子结构和波粒二象性 一、电子的发现 为了使射线回到P1点 2、测定电子的比荷 需在D1D2之间施加垂直纸面向外的磁场 去掉D1D2之间的电场 射线在磁场作用下偏转，射在P3点。 换用不同材料的阴极做实验,所得比荷的数值都相同,是氢离子比荷的近两千倍.证明这种粒子是构成各种物质的共有成分。 一、电子的发现 1889年4月30日，J.J.汤姆孙正式宣布发现电子; 电子的发现，结束了关于阴极射线本质的争论; 从此人类意识到，原子并不是组成物质的最小单位，探索原子结构的序幕由此拉开…… 由于J.J.汤姆生的杰出贡献，1906年他获得诺贝尔物理学奖。 【特别提醒】 (1)注意阴极射线和X射线的区别.阴极射线是电子流，X射线是电磁辐射. (2)由阴极射线在电场、磁场中的偏转可确定射线由带负电的粒子组成. 一、电子的发现 1909—1913年间，由密立根（美国，1868—1953实验物理学家）通过著名的”油滴实验“测出电子电荷的数值，1923年获得诺贝尔物理学奖. 密立根实验发现：电荷具有量子化的特征，即任何带电体的电荷只能是e的整数倍。 电子电量：e=1.602176634×10-19C 电子质量：me=9.10938356×10-31kg 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. 勒纳德，1862—1947，德国物理学家，获得1905年诺贝尔物理学奖. 1、汤姆孙的枣糕模型 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，有人形象地把汤姆孙模型称为“西瓜模型”或“枣糕模型” 二、原子的核式结构模型 2、卢瑟福的α粒子散射实验 + + α粒子散射实验 卢瑟福 α粒子散射实验装置由α粒子源、金箔、显微镜等几部分组成： ①金箔具有良好的延展性，其厚度约为1nm,α粒子才能穿过。 ②金的原子序数大，α粒子与金核间的库仑斥力大，偏转明显，实验时从α粒子源到荧光屏这段路程处于真空中。 二、原子的核式结构模型 二、原子的核式结构模型 模拟α粒子散射实验 二、原子的核式结构模型 + ①绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进——离金原子核较远，库仑斥力较小。 ②少数α粒子发生较大的偏转——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°，有的甚至达到180°,它们几乎被“撞了回来”。 α 粒子散射实验的现象 二、原子的核式结构模型 3、 α 粒子散射实验的解释 汤姆孙的模型无法解释大角度散射的实验结果。 占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很小的空间范围。这样才会使α粒子在经过时受到很强的斥力，使其发生大角度的偏转。 ⑴大角度的偏转不可能是电子造成的 ⑵α粒子偏转主要是具有原子的大部分质量的带正电部分造成的 因为电子的质量只有α粒子的 ，它对α粒子速度的大小和方向的影响就像灰尘对枪弹的影响，完全可以忽略。 4、原子的核式结构模型 卢瑟福依据α粒子散射实验的结果，提出了原子核的核式结构： （1）原子中心有一个体积很小的核，叫原子核。 （2）原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在核里。 （3）带负电的电子在核外空间绕核旋转。 二、原子的核式结构模型 三、原子核的电荷与尺度 1.原子核的电荷数：