4.3原子的核式结构模型 课件 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

该高中物理课件围绕原子的核式结构模型，从德谟克利特原子论、道尔顿实心球模型，到阴极射线研究、汤姆孙发现电子，再到卢瑟福α粒子散射实验，通过“组成世界的基本单元”等讨论问题导入，构建历史与逻辑结合的学习支架。 其亮点是以物理学史为主线，融合科学探究与科学思维，如汤姆孙测定电子比荷的实验推导体现科学推理，卢瑟福实验现象分析促进模型建构。通过实验方案设计和问题讨论，培养学生探究能力，小结清晰梳理关键节点，帮助学生构建知识体系，教师可利用完整探究素材提升教学效果。

4.3 原子的核式结构模型 讨论 组成世界的基本单元？ 基本单元的相互作用？？ 世界是从哪里来的？？？ 研究原子本质的这段历史是20世纪最令人兴奋的一段时光 德谟克利特原子论 公元前5世纪,希腊哲学家德谟克利特等人认为:万物是由大量的不可分割的微粒构成的,即原子. 道尔顿提出近代原子学说 19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体. 1661年，英国玻意尔基于实验现象提出了元素的概念 1869年，门捷列夫发现了元素周期表，预言了尚未发现的新元素 物质的性质是由其结构决定的，那么元素周期律的出现意味着什么呢？ 阴极射线 1858年，德国物理学家普吕克尔利用低压气体放电管研究气体放电时看到了玻璃壁上淡淡的荧光及管中物体在玻璃壁上的影。 普吕克尔的类似实验 阴极射线 1876年另一位德国物理学家戈德斯坦认为管壁上的荧光是由于玻璃受到阴极发出的某种射线的撞击而引起的，并把这种射线命名为阴极射线。 那么阴极射线的本质是什么呢？ 阴极射线的本质 19世纪，对阴极射线本质的认识有两种观点 一种观点认为阴极射线像X射线一样是电磁辐射 代表人物赫兹 另一种观点认为阴极射线是带电微粒 代表人物汤姆孙  赫兹 德国 汤姆孙 英国 阴极射线的本质 设计实验探究阴极射线的本质是电磁波还是带电粒子流。 动量和能量？ 比荷？ 让阴极射线沿垂直场的方向通过电场或磁场，观察它是否偏转 如果阴极射线发生了偏转，那么阴极射线就是在电场力或洛伦兹力的作用下偏转的，说明阴极射线的本质是带电粒子流。 如果阴极射线没有发生偏转，表示阴极射线不带电，说明阴极射线的本质是电磁波 阴极射线的本质 英国物理学家J.J.汤姆孙认为阴极射线是带电粒子流。 为了证实这点，从1890年起他进行了一系列实验研究。 阴极射线的本质 汤姆孙的气体放电管示意图 小孔AB：使由K发出的粒子形成一束细细的射线 带有标尺的荧光屏 平行的金属板 阴极K： 发出带电粒子 通过射线产生的荧光的位置，可以研究射线的径迹 现象： 阴极射线发生了偏转 阴极射线的本质是带电粒子流 如何测量带电粒子流的比荷，请你设计实验方案。 （1897）汤姆生发现电子 为了使射线回到P1点 需在D1D2之间施加 垂直纸面向外的磁场 去掉D1D2之间的电场 射线在磁场作用下偏转，射在P3点。 测定带电粒子的比荷 e/m=E/rB2=21011C/kg （1897）汤姆生发现电子 不同材料做实验，微粒的比荷相同 新现象：光电效应、热离子发射效应、β射线 1909-1913密立根通过著名的“油滴实验”测出电子电荷 讨论 原子是电中性的。既然电子带负电，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。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？ 汤姆生原子模型 正电荷 负电荷 枣糕模型 葡萄干蛋糕模型 （西瓜模型） 如何验证汤姆孙模型是否正确？ 卢瑟福 粒子散射实验 由于α粒子具有足够的能量，可以接近原子中心，它还可以使荧光屏物质发光 卢瑟福 粒子散射实验 α粒子 放射源 金箔 探测器 α粒子散射实验装置 push 目镜视野 20 卢瑟福 粒子散射实验 1.绝大多数粒子仍沿原来的方向前进. 2.少数粒子发生了较大的偏转. 3.极少数粒子的偏转超过90,甚至被弹回,几乎达到180. 汤姆生原子模型不能解释散射实验 原子核式结构学说 在原子的中心有一个很小的核，叫原子核。它集中了原子的全部正电荷和几乎全部质量。带负电的电子在核外空间里绕核旋转. 原子直径约10-10 m 原子核直径约10-15 m 可见，原子内部是十分“空旷”的 举一个简单的例子： 露珠 原子核 体育场 原子 核式结构学说对散射实验的解释 核式结构学说对散射实验的解释 + 已知极板C、D的长度为L1， C、D间的距离为d，极板右端到荧光屏的距离为L2。由K发出的电子，经A与K之间的高压加速后，形成一束很细的电子流，电子流沿C、D中心线进入板间区域。若C、D间无电压，则电子将打在荧光屏上的O点；若在C、D间加上电压U，则电子将打在荧光屏上的P点，P点到O点的距离为h；若再在圆形区域内加一方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，则电子又打在荧光屏上的O点。不计重力影响。 1、推导出电子比荷的表达式. 2、利用这个装置，还可以采取什么方法测量电子比荷？ 在平行板的右侧有一荧光屏，极板边缘到荧光屏的距离为L。求带电粒子打在荧光屏上的侧向偏移Y m q v0 l v  y  vx vy x L h + + + + + + - - - - - - + _ U1 U2 v -q m L v0 加速 偏转 通过加速电场的末速度为进入偏转电场的初速度 磁偏转 粒子m、+q, 以v垂直磁场射入宽度为L的有界匀强磁场,从另一侧穿出，磁感强度为B，求粒子速度偏转角. × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × ×   O L R v 质谱仪——弗朗西斯·阿斯顿 小结 1.道尔顿认为原子是实心球 2.汤姆生发现电子,所以原子有内部结构 3.卢瑟福实验发现原子应有核式结构 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $