第1节 原子的结构（课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第三册（粤教版）

第五章 原子与原子核 第一节　原子的结构 核心素养导学 物理观念 (1)知道电子的发现和原子的核式结构模型。 (2)了解原子光谱的概念，知道氢原子光谱的实验规律。 (3)知道经典理论的困难在于无法解释原子的稳定性和光谱的分立特性。 (4)了解玻尔原子理论的基本假设的主要内容。 (5)认识玻尔的原子理论和卢瑟福的核式结构模型之间的继承和发展关系，了解玻尔模型的不足之处及其原因。 科学思维 用经典理论解释原子光谱困难时，利用玻尔的原子模型解释氢原子光谱。 科学探究 探究氢原子光谱的实验规律。 一、原子核式结构的提出 1．J.J.汤姆孙的原子结构模型 J．J.汤姆孙提出一种原子结构模型，他设想原子是一个___体，______均匀分布在整个球体内，质量很小的_____镶嵌其中，有人形象地称其为“_____模型”或“葡萄干布丁模型”。 球 正电荷 电子 枣糕 2 2．α粒子散射实验 (1)α粒子：从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，质量为氢原子质量的4倍、电子质量的7 300倍。 (2)实验装置如图所示。 (3)实验结果：_________α粒子穿过金箔后，仍沿原来的方向前进，但有______α粒子发生了较大的偏转，极少数偏转的角度超过90°，有的甚至达到180°。 3．原子的核式结构模型 1911年由卢瑟福提出，在原子中心有一个带正电的很小的________，它几乎集中了原子的全部的_____，_____在核外空间绕原子核旋转。 绝大多数 少数 原子核 质量 电子 二、氢原子光谱　原子的能级结构 1．原子光谱：某种原子的气体通电后可以_____并产生固定不变的_____。 2．经典理论的困难 (1)无法解释原子的稳定性。 (2)无法解释原子光谱分立的线状谱特征。 发光 光谱 3．原子的能级结构 (1)能级：电子在不同轨道上运动时，原子处于不同的状态，具有____的能量，这些分立的________叫作原子的能级。 (2)跃迁：原子从_________变化到___________的过程。跃迁时辐射出光子的能量为hν＝_________。 (3)基态：_____能级对应的状态。 (4)激发态：除基态之外的其他状态。 不同 能量值 一个能级 另一个能级 Em－En 最低 1.在探究原子结构的散射实验中，入射粒子用的是α粒子，试说明其中的原因。 提示：原子的结构非常紧密，用一般的方法无法探测它内部的结构。要认识原子的结构，需要用高速粒子对它进行轰击。由于α粒子具有足够的能量，可以接近原子的中心，它还可以使荧光物质发光，如果α粒子与其他粒子发生相互作用，改变了运动方向，荧光屏便能够显示出它的方向变化。 2．由α粒子散射实验的结果为何可以说明原子核尺度很小，但几乎占有全部质量？ 提示：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进，说明带正电荷部分很小，少数α粒子被“撞了回来”说明遇到了质量很大的部分。 × √ √ × √ 新知学习(一)|α粒子散射实验及现象分析 [任务驱动] 如图是α粒子散射实验装置，各部分的作用是什么？ 提示：放射源放出快速运动的α粒子，α粒子通过金箔时被散射，打在荧光屏上发出荧光，可通过带有荧光屏的放大镜进行观察，并可以在水平面内转动，观察不同方向和不同位置通过金箔的散射α粒子数量，整个装置封闭在真空内。 [重点释解] 1．实验背景：α粒子散射实验是卢瑟福指导他的学生做的一个著名的物理实验，实验的目的是想验证汤姆孙原子模型的正确性，实验结果却成了否定汤姆孙原子模型的有力证据。在此基础上，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。 2．否定汤姆孙的原子结构模型 (1)质量远小于原子的电子，对α粒子的运动影响完全可以忽略，不应该发生大角度偏转。 (2)α粒子在穿过原子时，受到各方向正电荷的斥力基本上会相互平衡，对α粒子运动方向的影响不会很大，也不应该发生大角度偏转。 (3)α粒子的大角度偏转，否定汤姆孙的原子结构模型。 3．卢瑟福的核式结构模型对α粒子散射分析 (1)分布情况：原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在原子核内，原子中绝大部分是空的。 (2)受力情况 ①少数α粒子靠近原子核时，受到的库仑斥力大； ②大多数α粒子离原子核较远，受到的库仑斥力较小。 (3)偏转情况 ①绝大多数α粒子运动方向不会明显变化(因为电子的质量相对于α粒子很小)； ②少数α粒子发生大角度偏转，甚至被弹回； ③如果α粒子几乎正对着原子核射来，偏转角就几乎达到180°，这种机会极少。 [典例体验] [典例]　如图所示，根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹。在α粒子从a运动到b再运动到c的过程中，下列说法中正确的是 (　 ) A．动能先增大后减小 B．电势能先减小后增大 C