内容正文:
18、 2 原子的核式结构模型
1. 了解 α 粒子散射实验原理,知道实验现象及结论。
2. 知道卢瑟福的原子核式结构模型的主要内容。
3. 知道原子和原子核的大小数量级,原子核的电荷数。
4. 领会卢瑟福提出原子核式结构的实验和思维过程,培养学生抽象思维能力和想象力。
学习目标
电子的发现,说明原子可以再分割。在此基础上,汤姆孙建立了较有影响的原子 “枣糕模型”。卢瑟福用 α 粒子散射实验结论否定了汤姆孙的这种原子模型,提出了原子的核式结构模型。 α 粒子散射实验和原子核式结构是本节教学的重点。
α 粒子散射实验是一个很重要的实验,是研究微观世界的科学方法之一,也是一种锻炼学生分析问题、解决问题的基本能力之一。对卢瑟福如何通过α 粒子散射实验否定汤姆孙原子模型,提出自己的核式结构模型的了解有利于学生学习人类研究微观世界的科学方法,提高自己分析、解决问题的能力。
设计思路
汤姆孙发现了电子,并且知道了电子带负电,由此,人们推断出原子中还必须有带正电的物质。那么这两种物质是怎样构成原子的呢?
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新课导入
汤姆孙的原子模型
在汤姆孙的原子模型中,原子是一个球体,正电荷均匀分布在整个球体内,电子镶嵌其中。
英国物理学家
汤姆孙
汤姆孙原子模型(枣糕模型)
电子
正电荷
1909~1911年,英国物理学家卢瑟福和他的助手们进行了 α 粒子散射实验。
新课讲授
绝大多数 α 粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进,但少数 α 粒子发生了大角度偏转,并且有极少数 α 粒子的偏转超过了90°,有的甚至被弹回,偏转几乎达到180°。
想一想
按照汤姆孙的原子模型,α粒子穿过金箔后应该如何运动?
“西瓜模型”或“枣糕模型”为什么不能解释α粒子的散射现象?
根据汤姆孙模型计算的结果:电子质量很小,对 α 粒子运动的影响完全可以忽略不计;由于正电荷均匀分布在原子内,α 粒子穿过原子时受到的各方向正电荷的斥力基本上会相互平衡,因此对α 粒子运动的影响不会很大。
1. 实验中发现少数 α 粒子发生大角度偏转,甚至极少数被反弹回来,表明这些 α 粒子在原子中的某个地方受到了质量、电量均比本身大得多的物体作用。
2. 金箔的厚度大约 1 μm,金原子的直径约 3×10-10 m,绝大