4.2 原子的核式结构模型（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二物理选择性必修第三册（教科版）

该高中物理课件聚焦原子结构模型，从汤姆孙“枣糕模型”切入，通过α粒子散射实验的装置、现象及分析，逐步引出卢瑟福原子核式结构模型，搭建“模型提出-实验验证-模型完善”的学习支架。 其亮点在于以科学思维中的模型建构和科学推理为核心，结合α粒子散射实验现象与汤姆孙模型的矛盾分析，引导学生基于证据得出核式结构模型，通过知识辨析和应用问题提升科学探究能力。学生能深化物质观念和相互作用观念，教师可依托清晰脉络高效开展教学。

必备知识 清单破 2 原子的核式结构模型 知识点1 汤姆孙原子模型 1904年汤姆孙提出了“枣糕模型”,如图所示,假想正电荷构成一个密度均匀的球体,电子“镶嵌”其中,并分布在一些特定的同心圆环或球壳上。 第四章 原子结构 高中同步 α粒子散射实验 1.进行实验 　　如图所示,α粒子散射实验装置由α粒子源、金箔、可移动探测器等几部分组成。实验 时,α粒子从粒子源射出,打到金箔中心。探测器绕金箔中心做圆周运动,被金箔散射的α粒子 打到探测器上被探测到。   知识点2 第四章 原子结构 高中同步 2.实验现象 (1)绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进或只发生很小的偏转; (2)少数α粒子发生了较大的偏转,大约1/8 000的α粒子偏转角度超过了90°,极少数α粒子甚至 被“弹”回来。 3.实验现象分析 (1)当α粒子穿过原子时,电子对它的影响可以忽略。如果离核较远,受到原子核的斥力很小,α 粒子就像穿过“一片空地”一样,无遮无挡,运动方向改变很小,因为原子核很小,所以绝大多 数α粒子几乎不发生偏转。 (2)只有当α粒子十分接近原子核穿过时,才受到很大的库仑力作用,偏转角才很大,而这种机 会很少。 (3)如果α粒子正对着原子核射来,偏转角几乎达到180°,这种机会极少。 第四章 原子结构 高中同步 如图所示:   第四章 原子结构 高中同步 原子核式结构模型 1.原子核式结构模型 原子中间有一个体积很小、带正电荷的核(原子核),原子的全部正电荷和几乎全部质量都集 中在原子核里,而电子在核外绕核运动。 知识点3 2.原子核式结构模型的成就和局限性 正确指出了原子核的存在,解决了原子中正负电荷的排布问题,很好地解释了α粒子散射实验, 但用经典力学无法解释原子的稳定性。 第四章 原子结构 高中同步 知识辨析 1.α粒子大角度的偏转是电子造成的吗? 2.原子中的电荷和质量是如何分布的? 3.卢瑟福的α粒子散射实验能否定汤姆孙的原子模型吗? 第四章 原子结构 高中同步 一语破的 1.不是。α粒子大角度的偏转是受到原子核较大斥力造成的。 2.原子中全部正电荷和几乎全部质量集中在原子核内,有极少一部分质量分布在核外绕核运 动的带负电的电子中。 3.能。汤姆孙的原子模型不能解释α粒子散射实验中大角度散射的实验结果。 第四章 原子结构 高中同步 应用核式结构模型分析求解问题时,要注意从力的角度及功能关系角度考虑问题。 1.α粒子散射实验涉及的力学问题 α粒子与原子核之间的作用力是库仑力(斥力),大小F=k 。α粒子离原子核越近,所受库仑力 越大,加速度越大,反之,则越小。α粒子的受力方向沿原子核与α粒子的连线,且由原子核指向 α粒子。 由于原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内,当α粒子与核十分接近时,会受到 很大的库仑力而发生大角度偏转;原子内部大部分是空的,核又很小,所以α粒子穿过原子时 靠近核的机会很少,绝大多数α粒子离核较远,受到的库仑力很小,基本上沿原来方向前进,少 数α粒子离核较近,发生大角度偏转。 关键能力 定点破 定点　应用核式结构模型分析求解问题 第四章 原子结构 高中同步 2.α粒子散射实验涉及的功能问题 当α粒子靠近原子核时,库仑力做负功,电势能增加;当α粒子远离原子核时,库仑力做正功,电 势能减少。仅有库仑力做功时,能量只在电势能和动能之间相互转化,而总能量保持不变。 3.电子绕原子核的运动分析 由于卢瑟福的原子核式结构模型类似于行星绕太阳运动的太阳系,对于其中的一个电子绕原 子核的运动分析时,常涉及三大规律: (1)库仑定律F=k ,可以用来确定电子和原子核之间的相互作用力。 (2)牛顿运动定律和圆周运动规律,可以用来分析电子绕原子核做匀速圆周运动的线速度、 向心加速度等问题。 第四章 原子结构 高中同步 $