第4章 第1节 电子的发现与汤姆孙原子模型第2节 原子的核式结构模型-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修第三册同步课堂高效讲义教师用书（鲁科版2019）

第1节　电子的发现与汤姆孙原子模型 第2节　原子的核式结构模型 【核心素养目标】 物理观念 通过电子的发现过程，了解卢瑟福原子结构模型。 科学思维 能通过α粒子散射实验，深刻理解原子的核式结构。 科学探究 能分析物理现象，提出有针对性的物理问题。 科学态度与责任 运用原子的核式结构理论解释生活现象。 一、物质结构的早期探究 1．古人对物质的认识 (1)我国西周的“五行说”认为万物是由金、木、水、火、土五种基本“元素”组成。 (2)古希腊的亚里士多德认为，万物的本质是土、水、火、空气四种“元素”，天体则由第五种“元素”——“以太”构成。 (3)古希腊哲学家德谟克利特等人建立了早期的原子论。 2．大约在17世纪中叶，人们开始通过实验来了解物质的 结构： (1)1661年，玻意耳以化学实验为基础建立了科学的元素论。 (2)19世纪初，道尔顿提出了原子论，认为原子是元素的最小单元。 (3)1811年，意大利化学家阿伏伽德罗提出了分子假说，指出分子可由多个相同的原子组成。 (4)19世纪初期形成的分子—原子论认为，宏观物质的化学性质决定于分子，它是由原子构成的；原子是构成物质的不可再分割的最小微粒。 二、电子的发现 1．阴极射线：科学家研究稀薄气体放电时发现，当玻璃管内的气体足够稀薄时，阴极发出一种射线，这种射线能使玻璃管壁发出荧光，这种射线称为阴极射线。 2．汤姆孙对阴极射线本质的探究 (1)通过实验巧妙地利用静电偏转力和磁场偏转力相抵消等方法，确定了阴极射线粒子的速度，并测量出了这些粒子的比荷：＝。 (2)换用不同材料的阴极和不同的气体，所得粒子的比荷值大体相同。 3．结论 (1)阴极射线是带电粒子流，带负电。 学生用书第61页 (2)不同物质都能发射这种带电粒子，它是各种物质中共有的成分，比最轻的氢原子的质量还要小得多，汤姆孙把这种带电粒子称为电子。 4．电子发现的意义：电子的发现说明原子具有一定的结构，揭开了人类认识原子结构的序幕，是19世纪末的三大著名发现之一。 三、汤姆孙原子模型 汤姆孙认为，原子带正电的部分应充斥整个原子，很小很轻的电子镶嵌在球体的某些固定位置，正像葡萄干嵌在面包中那样，这就是原子的“葡萄干面包”模型。 四、α粒子散射实验 1．实验方法：用由放射源发射的α粒子束轰击金箔，利用荧光屏接收，探测通过金箔后的α粒子分布情况。 2．实验结果：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大的偏转，有极少数α粒子偏转角超过了90°，有的甚至被原路弹回。α粒子被反射回来的概率竟然有。 五、卢瑟福原子模型 1．核式结构模型：原子内部有一个很小的核，叫作原子核，原子的全部正电荷以及几乎全部的质量都集中在原子核内，带负电的电子绕核运动。原子的核式结构模型又被称为行星模型。 2．原子的大小 (1)原子直径数量级：10－10 m。 (2)原子核直径数量级：10－15 m。 1．判断正误 (1)阿伏伽德罗提出分子可以由多个原子组成。(　×　) (2)电子的发现，说明原子具有一定的结构。(　√　) (3)电子的发现，是19世纪末的三大著名发现之一。(　√　) (4)汤姆孙发现了电子并精确地测出了电子的电荷量。(　×　) (5)α粒子大角度的偏转是电子造成的。(　×　) (6)金属箔的厚度对实验无影响。(　√　) (7)α粒子之所以发生大角度偏转，是因为受到了金原子核的强大斥力作用。(　√　) 2．链接实景 由原子的半径和原子核的半径数值可推知，原子核体积只占原子体积的，其空旷程度可想而知。据此，你能否说明产生α粒子散射现象的原因？可得到怎样的启示？ 提示：　由于α粒子的质量远大于电子质量，电子不可能使其发生大角度偏转，产生大角度偏转的原因应该是原子核，由于原子核非常小，入射的α粒子绝大多数距原子核很远。只有极少数α粒子靠近原子核，由于其库仑斥力而使α粒子发生大角度偏转。由α粒子散射现象可知，原子核非常小；能够使α粒子发生大角度偏转，说明原子核聚集了原子的绝大部分质量且带正电的物质。 学生用书第62页 知识点一　阴极射线与电子的发现 1．阴极射线的产生机理 通常情况下，气体是不导电的。但在强电场中，气体能够被电离而导电。在研究气体放电时，一般都用玻璃管中的稀薄气体。当玻璃管中的气体足够稀薄时，阴极发出的某种射线射在玻璃管壁上而发出荧光，人们把这种射线称为阴极射线。 2．电子的发现 (1)电子发现的时代背景：19世纪后期，人们对阴极射线的本质的认识有两种观点。一种观点认为阴极射线是一种以太波，另一种观点认为阴极射线是一种带电微粒。为了找到有利于自己的证据，双方都做了很多实验。 (2)汤姆孙在研究阴极射线时的实验装置如图所示： (3)实验过程和方法： ①从高压电场的阴极发出的阴极射线，穿过C1