2. 原子的核式结构模型（教学课件）物理教科版选择性必修第三册

Teaching 4.2 原子的核式结构模型 The top "Start" panel allows you to modify the font, size, color, line spacing, and more. It is recommended that the text be 8 to 18 characters with 1.3 times the space between the characters. 授课人： 教师说课│公开课│示范课│教师授课 壹 素养目标 (1)了解卢瑟福的原子核式结构模型建立的科学推理与论证过程。 (2) 认识原子核式结构模型建立的科学推理与论证过程。 (3)了解卢瑟福的原子核式结构模型。 (4) 知道原子和原子核大小的数量级。 conclusion 课堂导入 ONE 通常情况下，物质是不带电的，因此，原子应该是电中性的。既然电子是带负电的，质量又很小，那么，原子中一定还有带正电的部分，它具有大部分的原子质量。请你设想一下，原子中带正电的部分以及带负电的电子可能是如何分布的？ 课堂导入 正电荷 电子 课程目录 知识点讲解、探索新知 壹 总结与归纳 贰 课堂检测 叁 课后作业 肆 conclusion 知识点讲解 TWO 知识点讲解 一、汤姆孙的原子模型 原子是一个球体，里面充满了均匀分布的带正电的流体，电子镶嵌在正电荷液体中，就象枣点缀在一块蛋糕里一样，所以又被人们称为“枣糕模型”。 元素周期律 阴极射线 光谱线   正电荷 电子 知识点讲解 1.实验装置： 放射源：放射性元素钋（Po）放出粒子，粒子是氦核，带2e正电荷，质量是氢原子的4倍，具有较大的动能。 金箔：作为靶子，厚度1μm，重叠了3000层左右的金原子。 荧光屏：粒子打在上面发出闪光。 显微镜：通过显微镜观察闪光，且可360°转动观察不同角度粒子的到达情况。 1909 年，英国物理学家卢瑟福指导他的助手盖革和马斯顿进行α粒子散射实验的研究时，所用仪器的示意图。 二、α粒子散射实验 知识点讲解 1、 α粒子射入金箔时难免与电子碰撞。试估计这种碰撞对α粒子速度影响的大小。 2、按照J. J.汤姆孙的原子模型，正电荷均匀分布在整个原子球体内。请分析：α粒子穿过金箔，受到电荷的作用力后，沿哪些方向前进的可能性较大，最不可能沿哪些方向前进。 α粒子的质量大约是电子质量的7300倍，α粒子与电子碰撞时，对α粒子速度影响的很小，碰撞前后，质量大的α粒子速度几乎不变。只可能是电子的速度发生大的改变，因此不可能出现α粒子反弹现象，即使是非对心碰撞，也不会有大角度散射。 按照J. J.汤姆孙的原子模型，正电荷均匀分布在整个原子球体内，由于受库仑斥力的作用，α粒子穿过原子时，受到的各个方向正电荷的斥力基本会相互平衡，因此对α粒子运动的影响不会很大。大部分α粒子会有小角度偏转，但不可能有大角度偏转。 2.实验猜想： 知识点讲解 知识点讲解 3.实验现象： ①绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进。 ③极少数偏转的角度甚至大于90°，也就是说，它们几乎被“撞了回来”。 ②少数α粒子（约占 ）发生了大角度偏转， 知识点讲解 4.卢瑟福对a粒子发生大角度偏转的解释 ①绝大多数粒子基本不偏转： 表明： ②少数粒子发生较大偏转： 表明： ③极少数粒子被弹回： 表明： 原子内部绝大部分是“空”的。 原子内部有“正电荷集中”的区域。 作用力很大，质量很大的核。 知识点讲解 ⑶带负电的电子在核外空间绕着核旋转做圆周运动 ⑴在原子的中心有一个体积很小、带正电荷的核，叫做原子核 ⑵原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里 三、卢瑟福——核式结构模型 1.卢瑟福——核式结构模型 知识点讲解 1919年，卢瑟福用粒子轰击氮核，得到了质子，进而猜想原子核内存在不带电的中子，这一猜想被他的学生查德威克用实验证实，并得到公认。 质子 中子 核子 质子数 电荷数 1.卢瑟福——核式结构模型 课堂检测 例1．在用α粒子轰击金箔的实验中，卢瑟福观察到的α粒子的运动情况是（ ） A、全部α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进 B、绝大多数α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，少数发生较大偏转，极少数甚至被弹回 C、少数α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，绝大多数发生较大偏转，甚至被弹回 D、全部α粒子都发生很大偏转 B 知识点讲解 （1）原子核的电荷、电子数、原子序数 原子 原子核 核外电子 质子 中子 原子核的电荷数:电荷数(Z)=质子数=原子序数 原子核的符号: 原子核的质量数:质量数(A)=核子数=质子数+中子数 X为元素符号，Z为质子数，A 为质量数。 核电荷数＝质子数(Z)＝元素的原子序数＝核外电子数 质量数（A）＝核子数＝质子数＋中子数 2.原子核的电荷与尺度 知识点讲解 H的三种同位素： 知识点讲解 （2）原子核的尺度 两者相差十万倍之多。可见原子内部是十分“空旷”的。 原子核半径数量级： 原子半径数量级： 10-l5m 10-10m 体育场 原 子 原子核 课堂检测 例2．卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有（ ） A.原子的中心有个核，叫原子核 B.原子的正电荷均匀分布在整个原子中 C.原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里 D.带负电的电子在核外绕核旋转 ACD 知识点讲解 卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释α粒子散射实验现象，但不能解释原子的稳定性的原子光谱是特征光谱。面对这些问题，卢瑟福的学生、丹麦物理学家波尔进行了深刻的思考，发展了原子的核式结构模型。 四、核式结构模型的局限性 conclusion 课堂检测 THREE 课堂检测 1.在a粒子散射实验中，使少数α粒子产生大角度偏转的作用力是（ ） A.原子核对α粒子的万有引力 B.原子核对α粒子的库仑斥力 D.核外电子对α粒子的引力 C.原子核对α粒子的磁场力 课堂检测 2.关于α粒子散射实验，下列说法正确的是( ) A.实验中观察到的现象是绝大多数a粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进，少数发生了较大偏转，极少数偏转超过 90°，有的甚至被弹回，偏转接近180° B.原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分 C.原子中心的核带有原子的绝大部分正电荷 D.原子中心的核集中了原子的绝大部分质量 课堂检测 3.当α粒子被重核散射时，如图4-2-6所示的运动轨迹哪些是不可能存在的?为什么? 课堂检测 4.在α粒子散射实验中，如果只考虑α粒子与金原子核的相互作用，则一个a粒子在穿越金原子的过程中，其所受的库仑力、它的动能以及它与金原子核组成的系统的势能和总能量各如何变化? conclusion 总结与归纳 THREE 总结与归纳 卢瑟福发现了原子核并且提出了原子核式结构模型（又称为“行星模型”）。 J.J.汤姆孙发现了电子并且提出了“枣糕模型” 卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释α粒子散射实验现象，但不能解释原子的稳定性的原子光谱是特征光谱。 α粒子散射实验 conclusion 课后作业 FOUR 课后作业 添加分层作业链接 Teaching 演示结束 谢谢观看 The top "Start" panel allows you to modify the font, size, color, line spacing, and more. It is recommended that the text be 8 to 18 characters with 1.3 times the space between the characters. 授课人： 教师说课│公开课│示范课│教师授课 $$