第4章 第3节 原子的核式结构模型（word教参)-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修 第三册（人教版2019）

第3节　原子的核式结构模型 [学习目标] 1.知道阴极射线的组成，体会电子发现过程中所蕴含的科学方法，知道电荷是量子化的（物理观念）.2.了解α粒子散射实验现象以及卢瑟福原子核式结构模型的主要内容（科学探究）.3.知道原子核大小的数量级，知道原子核的电荷数（物理观念）. 知识点一　　电子的发现 1.阴极射线：　阴极　发出的一种射线，它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光. 2.汤姆孙的探究 根据阴极射线在电场和磁场中的　偏转　情况断定，阴极射线的本质是带　负电　（选填“正电”或“负电”）的粒子流，并求出了这种粒子的比荷.组成阴极射线的粒子被称为电子. 3.密立根实验：电子电荷的精确测定是由密立根通过著名的“油滴实验”做出的.目前公认的电子电荷e的值为e＝　1.6×10－19 C　（保留两位有效数字）. 4.电荷的量子化：任何带电体的电荷只能是　e　的整数倍. 5.电子的质量me＝　9.1×10－31　 kg（保留两位有效数字），质子质量与电子质量的比值为＝　1 836　.　 知识点二　　原子的核式结构模型 1.汤姆孙原子模型：汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个　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，有人形象地把汤姆孙模型称为“西瓜模型”或　枣糕　模型，如图. 2.α粒子散射实验 （1）α粒子散射实验装置由α粒子源、　金箔　、显微镜等几部分组成，实验时从α粒子源到荧光屏这段路程应处于　真空　中. （2）实验现象 ①　绝大多数　α粒子穿过金箔后，基本上沿　原来　的方向前进； ②　少数　α粒子发生了　大角度　偏转；极少数偏转的角度甚至　大于90°　，它们几乎被“　撞了回来　”. （3）实验意义：卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了　核式结构　模型. 3.核式结构模型：原子中带　正　电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动. 知识点三　　原子核的电荷与尺度 1.原子核的电荷数：各种元素的原子核的电荷数，即原子内的　电子　数，非常接近它们的　原子序数　，这说明元素周期表中的各种元素是按原子中的　电子数　来排列的. 2.原子核的组成：原子核是由　质子　和　中子　组成的，原子核的电荷数就是核中的　质子数　. 3.原子核的大小：用核　半径　描述核的大小.一般的原子核，实验确定的核半径的数量级为　10－15　 m，而整个原子半径的数量级是　10－10　 m，两者相差十万倍之多. 1.判断下列说法的正误. （1）电子电荷的精确测定是由密立根根据“油滴实验”做出的. （　√　） （2）电子是原子的组成部分，电子电荷量可以取任意数值. （　×　） （3）α粒子带有一个单位的正电荷，质量为氢原子质量的2倍. （　×　） （4）对于一般的原子，由于原子核很小，所以内部十分空旷. （　√　） 2.卢瑟福的α粒子散射实验证明了：在原子的中心有个很小的　核　，原子的全部　正电荷　和几乎全部的　质量　都集中在原子核上，带负电的　电子　在核外空间绕着核旋转. 探究点一　　电子的发现 【情境导学】如图所示，由K射出的阴极射线在平行金属板PP'间所加的电场作用下发生了偏转，说明了什么？ 答案　说明阴极射线是由带电粒子组成的，且带负电. 【知识拓展】 1.阴极射线带电性质的判断方法 （1）方法一：在阴极射线所经区域加上电场，通过打在荧光屏上的亮点位置的变化和电场的情况确定带电的性质. （2）方法二：在阴极射线所经区域加一磁场，根据亮点位置的变化和左手定则确定带电的性质. 2.阴极射线的本质 阴极射线的本质是带负电的粒子流，汤姆孙把这种粒子命名为“电子”. 3.带电粒子比荷的测定方法 （1）利用磁偏转测量 ①让带电粒子通过相互垂直的匀强电场和匀强磁场（如图甲），让其做匀速直线运动，根据二力平衡，即F洛＝F电（qvB＝qE），得到粒子的运动速度v＝. 甲 ②撤去匀强电场（如图乙），保留匀强磁场，让带电粒子在匀强磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力，即qvB＝m，根据轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径r. 乙 ③由以上两式确定带电粒子的比荷表达式：＝. （2）利用电偏转测量 带电粒子在匀强电场中运动，沿电场方向的偏转距离y＝at2＝·，故＝，所以在偏转电场中，U、d、L已知时，只需测量v和y即可. 4.电子电荷量的精确测定是密立根通过“油滴实验”测定的，密立根实验的重要意义是发现电荷量是量子化的，即任何电荷量只能是e的整数倍. 【例题1】在再现J.J.汤姆孙测阴极射线比荷的实验中，采用了如图所示的阴极射线管，从C出来的阴极射线经过A、B间的电场加速后，水平射入长度为L的D、G平行板间，接着在荧光屏F中心出现光斑.若在D、G间加上方向向上、场强为E的匀强电场，阴极射线将向下偏转；如果再利用通电线圈