2017人教版高中物理选修3-5（课件+检测）:18.2原子的核式结构模型 （2份打包）

2原子的核式结构模型 目标导航 学习目标 1.能说出α粒子散射实验的原理和实验结果。 2.能记住卢瑟福原子核式结构的主要内容。 3.能说出原子和原子核大小的数量级。 重点难点 重点:卢瑟福原子核式结构。 难点:对α粒子散射实验结果的分析。 激趣诱思 在探究原子内部结构的过程中,卢瑟福说:“我知道了,原子到底是什么样的……可以将它想象成一个小的太阳系。”你是怎样理解这段话的? 简答:在原子的中心,有一个很小的核,叫做原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间运动。这就像行星绕太阳运转一样,原子内部就是一个小型的太阳系。 预习导引 一、汤姆孙的原子模型 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,电子镶嵌在球中。 汤姆孙的原子模型,小圆点代表正电荷,大圆点代表电子 汤姆孙的原子模型被称为“西瓜模型”或“枣糕模型”。该模型能解释一些诸如原子的稳定性等实验现象,但后来被α粒子散射实验否定了。 预习交流1 汤姆孙发现电子之后,人们立刻进行建立各种原子模型的尝试,你都知道有哪些典型的模型呢? 原子是由质子、中子和电子组成的 答案:(1)勒纳德的动力子模型:原子内部的电子与相应的正电荷组成一个中性的“刚性配偶体”,他取名为动力子,无数动力子漂浮于原子太空内。 (2)长冈半太郎的土星型模型:1904年,他根据麦克斯韦的土星环理论推测原子的结构,提出了一个土星模型,它实际上已经包含了核模型的基本思想,只是对核的大小的数量级及稳定性等问题没有给出足够的重视。 (3)汤姆孙的“枣糕模型”。 (4)卢瑟福的核式结构模型。 (5)玻尔模型。 二、α粒子散射实验 1.α粒子 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,带两个单位正电荷,质量为氢原子质量的4倍。 2.实验结果 绝大多数α粒子穿过金箔后,基本沿原方向前进。 少数α粒子发生大角度偏转,偏转角甚至大于90°。 3.卢瑟福的核式结构模型 1911年由卢瑟福提出,在原子中心有一个很小的核,叫原子核。它集中了全部的正电荷和几乎全部的质量,电子在核外空间运动。 预习交流2 如何用原子的核式结构模型对α粒子散射实验结果进行解释? 答案:(1)当α粒子穿过原子时,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,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,如图所示。 三、原子核的电荷与尺度 1.原子内的电荷关系 各种原子的原子核的电荷数与含有的电子数相等,非常接近于它们的原子序数。 2.原子核的组成 原子核是由质子和中子组成的,原子核的电荷数就等于原子核中的质子数。 3.原子核的大小 实验确定的原子核半径R的数量级为10-15 m,而原子的半径的数量级是10-10 m。因而原子内部十分“空旷”。  一、　α粒子散射实验 知识精要 1.装置:放射源、金箔、荧光屏等,如图所示。 2.现象:(1)绝大多数的α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进。 (2)少数α粒子发生较大的偏转。 (3)极少数α粒子偏转角度超过90°,有的几乎达到180°。 3.实验的注意事项: (1)整个实验过程在真空中进行。 (2)α粒子是氦原子核,体积很小,金箔需要做得很薄,α粒子才能穿过。 思考探究 在α粒子散射实验中为什么选用金箔? 答案:(1)金的延展性好,容易做成很薄很薄的箔,实验用的金箔厚度大约是10-7 m;(2)金原子带的正电荷多,与α粒子间的库仑力大;(3)金原子质量大约是α粒子质量的50倍,因而惯性大,α粒子的运动状态容易改变,金原子的运动状态不容易改变。 典题例解 【例1】 (多选)如图所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验的装置示意图,荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时,观察到的现象描述正确的是(　　) A.在A位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数最多 B.在B位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数只比在A位置时稍少一些 C.在C、D位置时,屏上观察不到闪光 D.在D位置时,屏上仍能观察到一些闪光,但次数极少 解析:α粒子通过金箔时,绝大多数不发生偏转,仍沿原来的方向前进,在A位置处观察闪光次数最多,A正确;少数发生较大的偏转,在B处观察到闪光的次数比A处应少很多,而不是稍少一些,B错误;极少数偏转角超过90°,有的甚至被弹回,偏转几乎达到180°,在C、D位置时,屏上仍能观察到一些闪光,但次数极少,C错误,D正确。 答案:AD 迁移应用 (多选)在α粒子散射实验中,