【優(yōu)化方案】2015高中物理 第二章 原子結(jié)構(gòu) 第2節(jié) 原子的核式結(jié)構(gòu)模型課件

1、第第2節(jié)原子的核式結(jié)構(gòu)模型節(jié)原子的核式結(jié)構(gòu)模型核心要點突破核心要點突破課堂互動講練課堂互動講練知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練第第2節(jié)節(jié)課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案課標(biāo)定位課標(biāo)定位課標(biāo)定位課標(biāo)定位1.知道知道粒子散射實驗的現(xiàn)象粒子散射實驗的現(xiàn)象2知道盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要內(nèi)容，知道盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要內(nèi)容，理解模型提出的主要思想理解模型提出的主要思想3知道原子核的核電荷數(shù)的意義及原子核的尺知道原子核的核電荷數(shù)的意義及原子核的尺度度4了解原子的核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典理論的矛了解原子的核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典理論的矛盾盾課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案一、湯姆孫的原子模型一、湯姆孫的原子模型1904年，湯姆孫

2、提出了年，湯姆孫提出了“棗糕模型棗糕模型”，假想正，假想正電荷構(gòu)成一個電荷構(gòu)成一個_的球體，電子的球體，電子“浸浮浸浮”其中，并分布在一些特定的其中，并分布在一些特定的_或或_上上密度均勻密度均勻同心圓同心圓球殼球殼二、二、粒子散射實驗粒子散射實驗1實驗結(jié)果實驗結(jié)果(1) _粒子穿過金箔后，基本沿原方向粒子穿過金箔后，基本沿原方向前進前進(2) _粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角甚至大粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角甚至大于于90.(3)個別個別粒子的偏轉(zhuǎn)角甚至接近粒子的偏轉(zhuǎn)角甚至接近180.2盧瑟福通過盧瑟福通過粒子散射實驗，否定了湯姆孫粒子散射實驗，否定了湯姆孫的原子模型，建立了的原子模型，建立了_模

3、型模型絕大多數(shù)絕大多數(shù)少數(shù)少數(shù)核式結(jié)構(gòu)核式結(jié)構(gòu)三、原子的核式結(jié)構(gòu)模型三、原子的核式結(jié)構(gòu)模型1盧瑟福提出了新的原子結(jié)構(gòu)模型，他設(shè)想在盧瑟福提出了新的原子結(jié)構(gòu)模型，他設(shè)想在原子中間有一個體積很小、帶原子中間有一個體積很小、帶_的核，而的核，而電子在核外繞核運動，這種結(jié)構(gòu)稱為原子的電子在核外繞核運動，這種結(jié)構(gòu)稱為原子的“核式結(jié)構(gòu)模型核式結(jié)構(gòu)模型”2原子的核式結(jié)構(gòu)模型能很好地解釋原子的核式結(jié)構(gòu)模型能很好地解釋粒子散粒子散射實驗現(xiàn)象射實驗現(xiàn)象正電荷正電荷四、原子的核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典理論的矛盾四、原子的核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典理論的矛盾1按照經(jīng)典理論，核式結(jié)構(gòu)模型中電子軌道半按照經(jīng)典理論，核式結(jié)構(gòu)模型中電子軌道

4、半徑會逐漸減小，最后墜入原子核內(nèi)，這與事實徑會逐漸減小，最后墜入原子核內(nèi)，這與事實不符不符2按照經(jīng)典理論，電子繞核運動所輻射的電磁按照經(jīng)典理論，電子繞核運動所輻射的電磁波是連續(xù)的，這與事實不符波是連續(xù)的，這與事實不符提示：提示：由于由于粒子的質(zhì)量遠大于電子質(zhì)量電子粒子的質(zhì)量遠大于電子質(zhì)量電子不可能使其發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，產(chǎn)生大角度偏轉(zhuǎn)不可能使其發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，產(chǎn)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因應(yīng)該是原子核，由于原子核非常小，入的原因應(yīng)該是原子核，由于原子核非常小，入射的射的粒子絕大多數(shù)距原子核很遠只有極少數(shù)粒子絕大多數(shù)距原子核很遠只有極少數(shù)粒子遇到或靠近原子核，由于其庫侖斥力而使粒子遇到或靠近原子核，由于其庫侖

5、斥力而使粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，由粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，由粒子散射現(xiàn)象可知，粒子散射現(xiàn)象可知，原子核非常小；能夠使原子核非常小；能夠使粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說明原子核聚集了原子的絕大部分質(zhì)量說明原子核聚集了原子的絕大部分質(zhì)量核心要點突破核心要點突破一、對一、對粒子散射實驗的進一步分析粒子散射實驗的進一步分析1實驗裝置實驗裝置(如圖如圖221所示所示)由放射源、由放射源、金箔、熒光屏等組成金箔、熒光屏等組成圖圖2212實驗現(xiàn)象及思考實驗現(xiàn)象及思考(1)現(xiàn)象：絕大多數(shù)現(xiàn)象：絕大多數(shù)粒子穿過金箔后基本上仍沿粒子穿過金箔后基本上仍沿原來的方向前進，但是有少數(shù)原來的方向前進，但是有少數(shù)粒子發(fā)

6、生了較大粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)極少數(shù)角度的偏轉(zhuǎn)極少數(shù)粒子偏轉(zhuǎn)角度超過粒子偏轉(zhuǎn)角度超過90，有的幾乎達到有的幾乎達到180，沿原路返回，沿原路返回(2)分析：按照湯姆孫的原子結(jié)構(gòu)模型：帶正電分析：按照湯姆孫的原子結(jié)構(gòu)模型：帶正電的物質(zhì)均勻分布，帶負電的電子質(zhì)量比的物質(zhì)均勻分布，帶負電的電子質(zhì)量比粒子的粒子的質(zhì)量小得多質(zhì)量小得多粒子碰到電子就像子彈碰到一粒粒子碰到電子就像子彈碰到一粒塵埃一樣，其運動方向不會發(fā)生什么改變，但塵埃一樣，其運動方向不會發(fā)生什么改變，但實驗結(jié)果出現(xiàn)了像一枚炮彈碰到一層薄薄的紙實驗結(jié)果出現(xiàn)了像一枚炮彈碰到一層薄薄的紙被反彈回來的這一不可思議的現(xiàn)象被反彈回來的這一不可思議的

7、現(xiàn)象(3)結(jié)果：盧瑟福通過分析，否定了湯姆孫的原結(jié)果：盧瑟福通過分析，否定了湯姆孫的原子結(jié)構(gòu)模型，提出了核式結(jié)構(gòu)模型子結(jié)構(gòu)模型，提出了核式結(jié)構(gòu)模型3原子的核式結(jié)構(gòu)：在原子的中心有一個很小原子的核式結(jié)構(gòu)：在原子的中心有一個很小的核，叫做原子核，原子的全部正電荷和幾乎的核，叫做原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核內(nèi)，電子在原子核外全部質(zhì)量都集中在原子核內(nèi)，電子在原子核外繞核運轉(zhuǎn)繞核運轉(zhuǎn)特別提醒：特別提醒：在處理電子繞原子核運轉(zhuǎn)的有關(guān)問在處理電子繞原子核運轉(zhuǎn)的有關(guān)問題時，一般認為電子繞原子核做勻速圓周運動，題時，一般認為電子繞原子核做勻速圓周運動，電子與原子核的庫侖力充當(dāng)向心力，由此

8、可利電子與原子核的庫侖力充當(dāng)向心力，由此可利用相關(guān)知識列方程求解某些問題而電子之間用相關(guān)知識列方程求解某些問題而電子之間的庫侖力與電子與核間的庫侖力相比微不足道的庫侖力與電子與核間的庫侖力相比微不足道而不予考慮而不予考慮即時應(yīng)用即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)1根據(jù)湯姆孫原子模型預(yù)測根據(jù)湯姆孫原子模型預(yù)測粒子散射實驗的粒子散射實驗的結(jié)果是結(jié)果是()A絕大多數(shù)絕大多數(shù)粒子穿過金箔后都有顯著偏轉(zhuǎn)粒子穿過金箔后都有顯著偏轉(zhuǎn)B大多數(shù)大多數(shù)粒子穿過金箔后都有小角度偏轉(zhuǎn)粒子穿過金箔后都有小角度偏轉(zhuǎn)C極少數(shù)極少數(shù)粒子偏轉(zhuǎn)角很大，有的甚至沿原路粒子偏轉(zhuǎn)角很大，有的甚至沿原路返回返回D不可能有偏

9、轉(zhuǎn)角很大的不可能有偏轉(zhuǎn)角很大的粒子，更不可能沿粒子，更不可能沿原路返回原路返回解析：解析：選選BD.由于湯姆孫模型認為正電荷彌漫性由于湯姆孫模型認為正電荷彌漫性地均勻分布在整個球體內(nèi)，地均勻分布在整個球體內(nèi)，粒子通過金箔時都粒子通過金箔時都要受到正電荷的作用，且作用力較小，絕大多要受到正電荷的作用，且作用力較小，絕大多數(shù)數(shù)粒子不可能有顯著偏轉(zhuǎn)，粒子不可能有顯著偏轉(zhuǎn)，A錯誤；錯誤；B正確；正確；由于正電荷的均勻分布，穿過原子的由于正電荷的均勻分布，穿過原子的粒子受到粒子受到的力很小，不可能有的力很小，不可能有粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)或沿粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)或沿原路返回，故原路返回，故C錯誤，錯誤，D正確

10、正確二、兩種模型對二、兩種模型對粒子散射現(xiàn)象的分析粒子散射現(xiàn)象的分析1湯姆孫模型對湯姆孫模型對粒子散射現(xiàn)象的分析粒子散射現(xiàn)象的分析(1)分布情況：正電荷和原子質(zhì)量是均勻分布分布情況：正電荷和原子質(zhì)量是均勻分布的的(2)受力情況：兩側(cè)正電荷對受力情況：兩側(cè)正電荷對粒子的庫侖斥力有粒子的庫侖斥力有相當(dāng)一部分相互抵消使相當(dāng)一部分相互抵消使粒子偏轉(zhuǎn)的庫侖合力粒子偏轉(zhuǎn)的庫侖合力不會很大不會很大(3)偏轉(zhuǎn)情況：不會發(fā)生很大偏轉(zhuǎn)，更不會彈偏轉(zhuǎn)情況：不會發(fā)生很大偏轉(zhuǎn)，更不會彈回回(4)分析結(jié)論：湯姆孫模型的分析不符合分析結(jié)論：湯姆孫模型的分析不符合粒子散粒子散射的實際情況射的實際情況2盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型對盧

11、瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型對粒子散射分析粒子散射分析(1)分布情況：正電荷和幾乎全部質(zhì)量集中在原子分布情況：正電荷和幾乎全部質(zhì)量集中在原子核內(nèi)，原子中絕大部分是空的核內(nèi)，原子中絕大部分是空的. (2)受力情況：少數(shù)受力情況：少數(shù)粒子靠近原子核時，受到粒子靠近原子核時，受到的庫侖斥力大；大多數(shù)的庫侖斥力大；大多數(shù)粒子離原子核較遠，受粒子離原子核較遠，受到的庫侖斥力較小到的庫侖斥力較小(3)偏轉(zhuǎn)情況：少數(shù)偏轉(zhuǎn)情況：少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，甚粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，甚至被彈回；絕大多數(shù)至被彈回；絕大多數(shù)粒子運動方向不會明顯粒子運動方向不會明顯變化變化(因為電子的質(zhì)量相對于因為電子的質(zhì)量相對于粒子很小粒子很小)；

12、如；如果果粒子幾乎正對著原子核射來，偏轉(zhuǎn)角就幾乎粒子幾乎正對著原子核射來，偏轉(zhuǎn)角就幾乎達到達到180，這種機會極少，如圖，這種機會極少，如圖222所所示示圖圖222(4)分析結(jié)論：核式結(jié)構(gòu)模型符合分析結(jié)論：核式結(jié)構(gòu)模型符合粒子散射的實粒子散射的實際情況際情況即時應(yīng)用即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)2關(guān)于關(guān)于粒子散射實驗，下述不正確的是粒子散射實驗，下述不正確的是()A粒子發(fā)生大角度散射的原因是原子中分布粒子發(fā)生大角度散射的原因是原子中分布著正電荷著正電荷B粒子發(fā)生大角度散射的原因是原子中原子粒子發(fā)生大角度散射的原因是原子中原子核的作用核的作用C只有少數(shù)只有少數(shù)粒子發(fā)生大角度散射

13、的原因是原粒子發(fā)生大角度散射的原因是原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量集中在一個很子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量集中在一個很小的核上小的核上D相同條件下，換用原子序數(shù)越小的物質(zhì)做實相同條件下，換用原子序數(shù)越小的物質(zhì)做實驗，沿同一偏轉(zhuǎn)角散射的驗，沿同一偏轉(zhuǎn)角散射的粒子越少粒子越少解析：解析：選選A.原子顯電中性，而電子帶負電，所原子顯電中性，而電子帶負電，所以原子中一定存在帶正電的物質(zhì)，但是湯姆孫以原子中一定存在帶正電的物質(zhì)，但是湯姆孫的原子模型就不能解釋的原子模型就不能解釋粒子的散射現(xiàn)象，所以粒子的散射現(xiàn)象，所以粒子大角度散射的主要原因不能直接說是原子粒子大角度散射的主要原因不能直接說是原子中正電荷

14、的作用，而是正電荷集中在原子核中中正電荷的作用，而是正電荷集中在原子核中的原因，所以的原因，所以A錯誤，錯誤，B正確；正確；只有少數(shù)只有少數(shù)粒子發(fā)生大角度散射的結(jié)果證明原子粒子發(fā)生大角度散射的結(jié)果證明原子存在一個集中所有正電荷和幾乎所有質(zhì)量的很存在一個集中所有正電荷和幾乎所有質(zhì)量的很小的原子核，即小的原子核，即C正確；使正確；使粒子發(fā)生大角度散粒子發(fā)生大角度散射的原因是受到原子核的庫侖斥力，所以為使射的原因是受到原子核的庫侖斥力，所以為使散射實驗現(xiàn)象更明顯，應(yīng)采用原子序數(shù)大的金散射實驗現(xiàn)象更明顯，應(yīng)采用原子序數(shù)大的金箔，若改用原子序數(shù)小的物質(zhì)做實驗，箔，若改用原子序數(shù)小的物質(zhì)做實驗，粒子受粒子

15、受到原子核的庫侖斥力小，發(fā)生大角度散射的到原子核的庫侖斥力小，發(fā)生大角度散射的粒粒子少，所以子少，所以D正確，故選正確，故選A.課堂互動講練課堂互動講練原子的結(jié)構(gòu)與原子的結(jié)構(gòu)與粒子散射實驗粒子散射實驗類型一類型一 如圖如圖223為盧瑟福和他的助手們做為盧瑟福和他的助手們做粒粒子散射實驗的裝置示意圖，熒光屏和顯微鏡一子散射實驗的裝置示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的起分別放在圖中的A、B、C、D四個位置時，所四個位置時，所觀察到的現(xiàn)象，下列描述正確的是觀察到的現(xiàn)象，下列描述正確的是()圖圖223A在在A位置時，相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光位置時，相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多次數(shù)最多B在

16、在B位置時，相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光位置時，相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)只比在次數(shù)只比在A位置時稍少些位置時稍少些C在在C、D位置時，屏上觀察不到閃光位置時，屏上觀察不到閃光D在在D位置時，屏上仍能觀察到一些閃光，但位置時，屏上仍能觀察到一些閃光，但次數(shù)極少次數(shù)極少【精講精析精講精析】粒子通過金箔時，絕大多數(shù)不粒子通過金箔時，絕大多數(shù)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，仍沿原來的方向前進，在發(fā)生偏轉(zhuǎn)，仍沿原來的方向前進，在A位置處觀位置處觀察到屏上的閃光次數(shù)最多，察到屏上的閃光次數(shù)最多，A正確；少數(shù)發(fā)生較正確；少數(shù)發(fā)生較大的偏轉(zhuǎn)，在大的偏轉(zhuǎn)，在B位置觀察到屏上的閃光次數(shù)比位置觀察到屏上的閃光次數(shù)比A位置應(yīng)少很多，

17、而不是稍少一些，位置應(yīng)少很多，而不是稍少一些，B錯誤；極少錯誤；極少數(shù)偏轉(zhuǎn)角超過數(shù)偏轉(zhuǎn)角超過90，有的偏轉(zhuǎn)角幾乎達到，有的偏轉(zhuǎn)角幾乎達到180，在在C、D位置時，屏上仍能觀察到一些閃光，但位置時，屏上仍能觀察到一些閃光，但次數(shù)極少，次數(shù)極少，C錯誤，錯誤，D正確正確【答案答案】AD【方法總結(jié)方法總結(jié)】粒子散射實驗中的現(xiàn)象應(yīng)注意粒子散射實驗中的現(xiàn)象應(yīng)注意“絕大多數(shù)絕大多數(shù)”、“少數(shù)少數(shù)”、“極少數(shù)極少數(shù)”粒子的粒子的行為行為“大角度偏轉(zhuǎn)大角度偏轉(zhuǎn)”只是少數(shù)粒子的行只是少數(shù)粒子的行為也可以從核式結(jié)構(gòu)的模型反過來理解實驗為也可以從核式結(jié)構(gòu)的模型反過來理解實驗現(xiàn)象，有助于加深對問題的認識和理解現(xiàn)象，有

18、助于加深對問題的認識和理解變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1盧瑟福對盧瑟福對粒子散射實驗的解釋是粒子散射實驗的解釋是()A使使粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力主要是原子中電子對粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力主要是原子中電子對粒子的作用力粒子的作用力B使使粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力是庫侖力粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力是庫侖力C原子核很小，原子核很小，粒子接近它的機會很小，所粒子接近它的機會很小，所以絕大多數(shù)的以絕大多數(shù)的粒子仍沿原來的方向前進粒子仍沿原來的方向前進D能產(chǎn)生大角度偏轉(zhuǎn)的能產(chǎn)生大角度偏轉(zhuǎn)的粒子是穿過原子時離粒子是穿過原子時離原子核近的原子核近的粒子粒子解析：解析：選選BCD.原子核帶正電與原子核帶正電與粒子間存在庫粒子間存在庫侖力，當(dāng)侖力，當(dāng)粒子靠近原子核時受庫侖力而偏轉(zhuǎn)，粒子靠近原子核時受庫侖力而偏轉(zhuǎn)，故故B對，對，A錯；由于原子核非常小，