4.3原子的核式结构模型-【堂堂清】2023-2024学年高二物理同步易混易错（人教版2019选择性必修第三册）

第四章 原子结构和波粒二象性 第三节 原子的核式结构模型 [核心素养·明目标] 核心素养 学习目标 物理观念 知道阴极射线及本质，了解电子及其比荷，知道原子的核式结构模型及原子核的电荷量与尺度。 科学思维 知道电子的电荷量、原子的核式结构模型，能够通过科学推理解决相关的问题。 科学探究 探究阴极射线的本质，理解粒子散射实验，揭示实验本质，得出结论，体会科学家的探索方法，提高观察与实验的能力。 科学态度与责任 通过学习体验科学家探索科学的艰辛，坚持实事求是的科学态度，培养积极探索科学的兴趣。 知识点一 　电子的发现 情景导学： 如图所示为汤姆孙的气体放电管。 (1)在金属板D1、D2之间加上如图所示的电场时，发现阴极射线向下偏转，说明它带什么性质的电荷？ (2)在金属板D1、D2之间单独加哪个方向的磁场，可以让阴极射线向上偏转？ 答案提示:(1)阴极射线向下偏转，与电场线方向相反，说明阴极射线带负电。 (2)由左手定则可得，在金属板D1、D2之间单独加垂直纸面向外的磁场，可以让阴极射线向上偏转。 1.汤姆孙的探究： (1)让阴极射线分别通过电场和磁场,根据偏转情况,证明它是带负电的粒子流并求出了它的比荷。 (2)换用不同材料的阴极做实验,所得比荷的数值都相同。证明这种粒子是构成各种物质的共有成分。 (3)进一步研究新现象,不论是由于正离子的轰击,紫外光的照射,金属受热还是放射性物质的自发辐射,都能发射同样的带电粒子——电子。由此可见,电子是原子的组成部分,是比原子更基本的物质单元。 (4)结论 ①阴极射线是带电粒子流，带负电。 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。 2.密立根“油滴实验”： (1)精确测定电子电荷。(2)电荷是量子化的。 3.电子的有关常量: 4.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”。 知识点二　原子的核式结构模型 情景导学： 如图所示为1909年英国物理学家卢瑟福指导他的学生盖革和马斯顿进行α粒子散射实验的实验装置，阅读课本，回答以下问题： (1)什么是α粒子？ (2)实验装置中各部件的作用是什么？实验过程是怎样的？ (3)实验现象如何？ (4)少数α粒子发生大角度散射的原因是什么？ 答案提示：(1)α粒子(He)是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，实质是失去两个电子的氦原子核。质量是电子质量的7300倍。 (2)①α粒子源：把放射性元素钋放在带小孔的铅盒中，放射出高能的α粒子。 ②带荧光屏的显微镜：观察α粒子打在荧光屏上发出的微弱闪光。 实验过程：α粒子经过一条细通道，形成一束射线，打在很薄的金箔上，由于金原子中的带电粒子对α粒子有库仑力的作用，一些α粒子会改变原来的运动方向。带有显微镜的荧光屏可以沿题图中虚线转动，以统计向不同方向散射的α粒子的数目。 (3)α粒子散射实验的实验现象：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°。 (4)α粒子带正电，α粒子受原子中带正电的部分的排斥力发生了大角度散射。 知识点二 α粒子散射实验 1.α粒子散射实验 (1)实验装置 (2)实验方法：在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋(Po)，它发出的α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上。α粒子穿过金箔后，打到环形荧光屏上，产生一个个闪烁的光点，这些光点可用显微镜观察到。 (3)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有。 2.卢瑟福原子模型 (1)核式结构模型 ①原子内部有一个很小的核，称为原子核，原子的全部正电荷及几乎全部的质量都集中在原子核内，电子在原子核外面运动。 ②原子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：10－10m。 ②原子核直径数量级：10－15m。 思考：α粒子散射实验用的是金箔等重金属箔，而没有用轻金属箔，例如铝箔。除了金的延展性好，可以把金箔做得非常薄这个原因以外，你认为还有什么原因？ 答案提示：金原子的质量比α粒子质量大得多，且几乎全部集中在金原子核内，当α粒子穿过金原子区域，靠近金原子核时，其作用力对α粒子运动方向影响很大，而对金原子影响小，便于观察。注意：我们不能说物体具有多少热量，只能说某一过程中物体吸收或放出了多少热量。 易错混点1.阴极射线原理及比荷的测定方法 易错混点辨析： 1.阴极射线 (1)阴