4.3 原子的核式结构模型 和 4.4氢原子光谱和波尔的原子模型 学案 -2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

2021级特生部物理学案 4.3原子的核式结构模型 【学习目标】 1．知道发现电子的意义，体会电子发现过程中蕴含的科学方法。 2．了解α粒子散射实验原理和实验现象。了解卢瑟福的原子核式结构模型。知道原子和原子核大小的数量级。 3．认识原子核式结构模型建立的科学推理与论证过程。 情境问题：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，这种射线称为阴极射线。这种射线的本质是什么呢? 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 ③D1、D2之间加电场或磁场检测射线的带电性质 ④荧光屏显示阴极射线到达的位置，可以研究射线的径迹。 问题1：阴极射线的本质，通过什么原理来测定呢？如图所示，回忆带电粒子在匀强电场、匀强磁场中的偏转情况。 2.汤姆孙发现电子 汤姆孙发现，如果不加电场和磁场阴极射线就会直接打到p1。如果只加电场，阴极射线就会发生偏转，落在p2。 这是往正极方向偏，说明阴极射线带负电。 即阴极射线的本质是带负电的粒子流。 3.密立根“油滴实验”测电子电量 密立根发现：电荷是量子化的，任何带电体的电荷只能是e的整倍。 二、原子的核式结构模型 1.汤姆孙西瓜模型 模型内容： 西瓜模型的作用：能解释元素周期律，能解释阴极射线的现象，能估算出原子的大小。 2. a粒子散射实验 实验结果： 思考：粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞后造成的？西瓜模型能否解释大角度偏转呢？ 3.卢瑟福——核式结构模型 卢瑟福提出的原子核式结构模型，内容： 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=核外电子数=该元素在周期表内的原子序数 2.原子核的尺度 实验确定的核半径的数量级为10-l5m，而整个原子半径的数量级是10-10m，两者相差十万倍之多。可见原子内部是十分"空旷"的。 【当堂练习】 1．电子的发现说明（ ） A．原子是由原子核和电子组成的 B．物质是带电的且一定带负电 C．原子可进行再分 D．原子核可再分 2．关于阴极射线，下列说法正确的是（ ） A．阴极射线就是稀薄气体导电的辉光放电现象 B．阴极射线是在真空管内由阴极发出的电子流 C．阴极射线是某一频率的电磁波 D．阴极射线可以直线传播，也可被电场、磁场偏转 3．一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方，放一通电直导线AB，发现射线径迹向下偏，则（ ） A．导线中的电流由A流向B B．导线中的电流由B流向A C．若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改变AB中的电流方向来实现 D．电子束的径迹与AB中的电流方向无关 4．提出原子核式结构模型的科学家是（ ） A．汤姆孙 B．法拉第 C．卢瑟福 D．奥斯特 5．在用α粒子轰击金箔的实验中，卢瑟福观察到的α粒子的运动情况是（ ） A．全部α粒子穿过金属箔后，仍按原来的方向前进 B．绝大多数α粒子穿过金属箔后，仍按原来的方向前进，少数发生较大偏转，极少数甚至被弹回 C．少数α粒子穿过金属箔后，仍按原来的方向前进，绝大多数发生较大偏转，甚至被弹回 D．全部α粒子都发生很大偏转 6．卢瑟福α粒子散射实验的结果（ ） A．证明了质子的存在 B．证明了原子核是由质子和中子组成的 C．说明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 D．说明原子的电子只能在某些不连续的轨道上运动 7．在α粒子散射实验中，没有考虑α粒子跟电子的碰撞，其原因是（ ） A．α粒子不跟电子发生相互作用 B．α粒子跟电子相碰时，损失的能量极少，可忽略 C．电子的体积很小，α粒子不会跟电子相碰 D．由于电子是均匀分布的，α粒子所受电子作用的合力为零 8．卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有（