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

第四章 原子结构波粒二象性 人教物理选择性必修3 第三节 原子的核式结构模型 问题：这种射线的本质是什么呢？ 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，阴极就发射出一种射线。它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光 一、电子的发现 1.阴极射线： 观点1：:它是一种电磁辐射； 观点2：它是带电微粒。 1890年起，J.J.汤姆孙和他的助手进行了一系列的实验研究。 汤姆孙的气体放电管的示意图 阴极射线的机理： 管中残存的气体分子中正负电荷在强电场的作用下被“拉开”（气体分子被电离），正电荷（正离子）在电场加速下撞击阴极，于是阴极释放更多粒子流，形成了阴极射线。 1.汤姆孙发现电子 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。 qʋB = qE 电场： 磁场： （比荷） 用不同材料做阴极，所得比荷的数值都是相同的。 组成阴极射线的粒子被称为电子。 r qE P2 p1 p3    qvB + _ 2.密立根测电子电量 密立根 + + + + + + + - - - - - - - U mg qE d e=1.602×10-19C 电荷是量子化的，任何带电体的电荷只能是e的整倍 元电荷： 电子的质量 质子质量与电子质量比值为： 热离子发射、 射线、 光电流、阴极射线，它们都包含电子。 me=9.109×10-31kg 通常情况下，物质是不带电的，因此，原子应该是电中性的。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。 请你设想一下，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? 思考与讨论 二、原子的核式结构模型 1.汤姆孙——西瓜模型 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。 后来勒纳德在实验中发现，高速运动的电子很容易穿透原子，说明原子不是实心球体，这个模型可能不正确。 2.a粒子散射实验 卢瑟福 金箔 a粒子： 氦原子核 容易获得 ，能量较大 金箔： 延展性高； m金>ma a粒子是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，质量为为氢原子质量的4倍，电子质量的7300倍 粒子散射的实验装置示意图 思考与讨论 1.a粒子射入金箔时难免与电子碰撞。试估计这种碰撞对a粒子速度影响的大小 2.按照汤姆孙的原子模型，正电荷均匀分布在整个原子球体内。 请分析：a粒子穿过金箔，受到正电荷的作用力后，沿哪些方向前进的可能性较大，最不可能沿哪些方向前进。 现象一：绝大多数a粒子基本保持原来的方向 现象二：少数发生大角度偏转，极少数偏转角度大于900，几乎被“撞了回来” 3、卢瑟福——核式结构模型 ＊带负电的电子在核外空间绕着核旋转做圆周运动 ＊在原子的中心有一个体积很小、带正电荷的核，叫做原子核 ＊原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里 三、原子核的尺度 两者相差十万倍之多。可见原子内部是十分“空旷”的。 原子半径数量级： 原子核半径数量级： 10-15m 10-10m 课后练习5： 按照原子的核式结构模型的比例，假如原子核有绿豆那么大，那么整个原子有多大？ 1.(对电子的认识)(多选)1897年英国物理学家汤姆孙对阴极射线的探究，最终发现了电子，由此被称为“电子之父”，下列关于电子的说法正确的是 A.任何物质中均有电子 B.不同物质中具有不同性质的电子 C.电子质量是质子质量的1 836倍 D.电子是一种粒子，是比原子更基本的物质单元 随堂演练 √ 1 2 3 √ 2.(α粒子散射实验及其解释)(多选)如图8所示是英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔的实验装置，下列关于该实验的描述正确的是 A.α粒子轰击金箔的实验需要在真空条件下完成 B.该实验揭示了原子有核式结构 C.实验结果表明绝大多数α粒子穿过金箔 后发生大角度偏转 D.该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性 1 2 3 图8 √ √ 3.(原子核及其尺度)(多选)根据卢瑟福的原子核式结构理论，下列对原子结构的认识中，正确的是 A.原子中绝大部分是空的，原子核很小 B.电子在核外运动，库仑力提供向心力 C.原子的全部正电荷都集中在原子核里 D.原子核的直径大约为10－10 m 1 2 3 √ √ √ 课堂小结 一、阴极射线 二、电子的发现 三、原子核式结构模型 1.卢瑟福α粒子散射实验 2.原子的核式结构模型 汤姆孙 密立根 感谢聆听 $