第13.2节 原子的核式结构模型-【帮课堂】2023-2024学年高二物理同步学与练（沪科版2020上海选择性必修第三册）

第十三章 原子结构 13.2 原子的核式结构模型 🧭目标导航 知识要点 难易度 1. α粒子散射实验装置和观察结果 2. 核式结构模型内容 3. α粒子的运动学规律：加速度、动能、势能变化规律 ★ ★★ ★★★ 📚知识精讲 一、原子的“枣糕模型” 汤姆孙的“枣糕模型” 二、原子的核式结构模型 1. 实验装置 2. 实验结果： ①绝大多数α粒子穿过金箔后沿原方向前进； ②少数α粒子却发生了较大的偏转； ③极少数α粒子偏转角超过了90°，个别甚至被弹回。 实验解释：少数α粒子出现大角度偏转，是需要很强的相互作用力的，说明原子的大部分质量和电荷集中到很小的核上。又因为绝大部分α粒子不发生偏转，说明原子内部很空的。 能量变化：α粒子和原子核都带正电，α粒子在碰撞过程中，原子核对α粒子先做负功后做正功，α粒子电视能先增大后减小，动能先减小后增大。 例1．（多选）卢瑟福提出的原子核式结构学说包含的内容有（　　） A．原子中心有一个很小的核 B．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里 C．原子的正电荷均匀分布在它的全部体积上 D．带负电的电子在核外空间绕原子核旋转 例2． 如图为卢瑟福和他的同事们做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，关于观察到的现象，下述说法中正确的是（　　） A．放在C位置时屏上观察不到闪光 B．放在D位置时屏上能观察到一些闪光，但次数极少 C．相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最少 D．相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时多 例3．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图所示为α粒子散射图，图中实线表示α粒子的运动轨迹。则关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（　　） A．图中大角度偏转的α粒子的电势能先减小后增大 B．图中的α粒子反弹是因为α粒子与原子核发生了碰撞 C．绝大多数α粒子沿原方向继续前进说明了带正电的原子核占据原子的空间很小 D．根据α粒子散射实验，还可以知道原子核由质子和中子组成 三、原子核式结构与经典理论之间的矛盾 1. 经典理论与实验观察结果的两点矛盾： (1)在核式结构模型中，电子受原子核的库仑引力作用绕原子核旋转，因此这种运动必有加速度。 根据经典理论，做加速运动的电荷将向外辐射电磁波。 而这种电磁辐射将导致电子绕核运动的能量减少，从而使电子绕核运动的轨道半径减小，直至电子沿螺旋线落入原子核，因此原子是不稳定的，但这显然与事实不符。 (2)根据经典理论，电子绕核运动所辐射的电磁波频率应该等于电子绕核运动的频率。 随着电子绕核运动轨道半径的连续减小，原子向外辐射的电磁波频率连续增大，原子发光的光谱 (称为原子光谱) 应该包含一系列连续变化的频率，而原子光谱却是由些不连续的亮线组成的。 2. 以上矛盾导致量子理论的诞生。 🚀考点题型 题型01 α粒子散射实验观察结果 例4．卢瑟福通过粒子散射实验得出了原子核式结构模型，实验装置如图所示，带电粒子打到光屏上就会产生光斑，为验证粒子散射实验结论，现在1、2、3、4四处放置带有荧光屏的显微镜，则这四处位置一段时间内统计的闪烁次数符合实验事实的是（　　） A．1605、35、11、1 B．1242、1305、723、203 C．2、10、655、1205 D．1232、1110、733、203 题型02 α粒子散射实验中粒子的运动学规律 例5．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图是α粒子散射实验的图景。图中实线表示α粒子的运动轨迹。其中沿轨迹2运动的α粒子在b点时距原子核最近。下列说法不正确的是（　　） A．绝大多数α粒子运动的轨迹类似轨迹1，说明原子中绝大部分是空的 B．发生超过90°大角度偏转的α粒子是极少数的 C．沿轨迹2运动的α粒子的加速度先增大后减小 D．沿轨迹2运动的α粒子的电势能先减小后增大 ✏️巩固练习 1．下列关于原子模型及其建立过程叙述正确的是 （　　） A．阴极射线是电子流，汤姆孙测出了电子的比荷，并精确测定了电子电荷量 B．汤姆孙认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布于球内，电子镶嵌其中;该理论无法解释α粒子散射现象，后被卢瑟福核式结构模型所取代 C．通过α粒子散射实验可以估算出原子核尺度数量级为10-10 m D．卢瑟福根据α粒子散射实验指出原子的全部正电荷和全部质量都集中在一个很小的区域—原子核 2．1909年，物理学家卢瑟福和他的学生用粒子轰击金箔，研究粒子被散射的情况，其实验装置如图所示。关于粒子散射实验，下列说法正确的是（　　） A．粒子发生偏转是由于它跟电子发生了碰撞 B．在粒子散射实验中，绝大多数粒子发生了较大角度的偏转 C．粒子散射实验说明原子中有一个带正电的核几