第18章 2　原子的核式結(jié)構(gòu)模型

1、.2原子的核式構(gòu)造模型學 習 目 標知 識 脈 絡(luò)1.理解粒子散射實驗器材、實驗原理和實驗現(xiàn)象重點2.知道盧瑟福的原子核式構(gòu)造模型的主要內(nèi)容重點、難點3.理解盧瑟福的實驗和科學方法，培養(yǎng)抽象思維才能重點 粒 子 散 射 實 驗1湯姆孫原子模型湯姆孫于1898年提出了原子模型，他認為原子是一個球體，正電荷彌漫性地均勻分布在整個球體內(nèi)，電子鑲嵌在球中圖18­2­12粒子散射實驗1實驗裝置：粒子源、金箔、放大鏡和熒光屏2實驗現(xiàn)象：絕大多數(shù)的粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進少數(shù)粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)角大于90°，甚至有極個別粒子被反彈回來3實驗意義：盧瑟福

2、通過粒子散射實驗，否認了湯姆孫的原子模型，建立了核式構(gòu)造模型1盧瑟福為了證實湯姆孫原子模型的正確性進展了粒子散射實驗2粒子散射實驗中大多數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)或反彈×3盧瑟福否認了湯姆孫模型，建立了原子核式構(gòu)造模型1粒子發(fā)生大角度散射的原因是什么？【提示】粒子帶正電，粒子受原子中帶正電的部分的排斥力發(fā)生了大角度散射2湯姆孫的原子構(gòu)造模型為什么被盧瑟福否認掉？【提示】按照湯姆孫的“棗糕原子模型，粒子假如從原子之間或原子的中心軸線穿過時，它受到周圍的正負電荷作用的庫侖力是平衡的，粒子不產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)；假如粒子偏離原子的中心軸線穿過，兩側(cè)電荷作用的庫侖力相當于一部分被抵消，粒子偏轉(zhuǎn)很??；假如粒子

3、正對著電子射來，質(zhì)量遠小于粒子的電子不可能使粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)，更不可能使它反彈所以粒子的散射實驗結(jié)果否認了湯姆孫的原子模型湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子后對于原子的構(gòu)造提出了“棗糕原子模型，盧瑟福為尋找實驗根據(jù)設(shè)計進展了粒子散射實驗討論1：粒子散射實驗有何意義？【提示】1否認了湯姆孫的原子構(gòu)造模型2盧瑟福提出了原子的核式構(gòu)造模型討論2：由粒子散射實驗的結(jié)果為何可以說明原子核尺度很小，但幾乎占有全部質(zhì)量？【提示】絕大多數(shù)粒子穿過金箔后仍沿原來方向前進，說明帶正電荷部分很小，少數(shù)粒子被“撞了回來說明遇到了質(zhì)量很大的部分1裝置放射源、金箔、熒光屏等，如圖18­2­2所示圖18­2

4、73;22現(xiàn)象及解釋1絕大多數(shù)的粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進大多數(shù)粒子離金原子核較遠2少數(shù)粒子發(fā)生較大的偏轉(zhuǎn)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)的粒子是由于離金原子核較近，庫侖斥力較大3極少數(shù)粒子偏轉(zhuǎn)角度超過90°，有的幾乎到達180°.正對或根本正對著金原子核入射的粒子在庫侖斥力作用下先減速至較小速度然后加速遠離金原子核3實驗的本卷須知1整個實驗過程在真空中進展2金箔需要做得很薄，粒子才能穿過3使用金箔的原因是金的延展性好，可以做得很薄另外一點就是金的原子序數(shù)大，粒子與金核間的庫侖斥力大，偏轉(zhuǎn)明顯1多項選擇如圖18­2­3所示為盧瑟福和他的同事們做粒子散射實驗的裝置示意圖

5、，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中A、B、C、D四個位置時觀察到的現(xiàn)象，下述說法中正確的選項是圖18­2­3A放在A位置時，一樣時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多B放在B位置時，一樣時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)只比A位置稍少些C放在B位置時，一樣時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)要比A位置少很多D放在C、D位置時，屏上觀察不到閃光【解析】在盧瑟福粒子散射實驗中，粒子穿過金箔后，絕大多數(shù)粒子仍沿原來的方向前進，故A正確；少數(shù)粒子發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)粒子偏轉(zhuǎn)角度超過90°，極個別粒子被反射回來，故B、D錯誤，C正確【答案】AC2多項選擇由粒子的散射實驗可以得出的正確結(jié)論有A原子中絕大

6、部分是空的B原子中全部正電荷都集中在很小的范圍內(nèi)C原子內(nèi)有中子D原子中存在著帶負電的電子【答案】AB3在盧瑟福粒子散射實驗中，金箔中的原子核可以看作靜止不動，以下各圖畫出的是其中兩個粒子經(jīng)歷金箔散射過程的徑跡，其中符合實驗事實的是【解析】粒子與原子核互相排斥，運動軌跡與原子核越近，力越大，運動方向變化越明顯，故只有C正確【答案】C(1)分析粒子散射實驗中的現(xiàn)象時，應(yīng)注意是“絕大多數(shù)“少數(shù)還是“極少數(shù)粒子的行為.“大角度偏轉(zhuǎn)只是少數(shù)粒子的行為.(2)粒子散射實驗是得出原子核式構(gòu)造模型的實驗根底，對實驗現(xiàn)象的分析是建立盧瑟福核式構(gòu)造模型的關(guān)鍵.通過對粒子散射實驗這一宏觀探測，間接地構(gòu)建出原子構(gòu)造的

7、微觀圖景.盧 瑟 福 的 核 式 結(jié) 構(gòu) 模 型1核式構(gòu)造模型1911年由盧瑟福提出，在原子中心有一個很小的核，叫原子核它集中了原子全部的正電荷和幾乎全部的質(zhì)量，電子在核外空間運動2原子核的電荷與尺度1原子的質(zhì)量幾乎全部集中在原子核上2原子中所有正電荷都集中在原子核內(nèi)3核電荷數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，也等于中子數(shù)×1原子中的原子核所帶的電荷量有何特點？【提示】原子核帶正電，所帶電荷量與核外電子所帶的電荷量絕對值相等2原子核的大小在整個原子中占有多大的比例？【提示】原子半徑數(shù)量級是1010m，而原子核半徑數(shù)量級是1015m，二者相差10萬倍之多，故原子核在原子中所占的體積是很小的湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子后建

8、立了“棗糕模型，盧瑟福根據(jù)粒散射實驗推翻了“棗糕模型，建立了核式構(gòu)造模型討論1：盧瑟福的核式構(gòu)造模型是最科學的嗎？【提示】盧瑟福的核式構(gòu)造模型是比湯姆孫的“棗糕模型更科學的模型，但不是最科學的模型，隨著人們認識程度的不斷進步，原子構(gòu)造模型也在不斷更新討論2：如何理解原子內(nèi)絕大部分是空的？【提示】原子核的半徑數(shù)量級為1015 m，原子的半徑數(shù)量級為1010 m，原子核的體積只相當于原子體積的105，故原子內(nèi)部絕大部分是空的1原子的核式構(gòu)造與原子的棗糕模型的根本區(qū)別.核式構(gòu)造棗糕模型原子內(nèi)部是非常空曠的，正電荷集中在一個很小的核里原子是充滿了正電荷的球體電子繞核高速旋轉(zhuǎn)電子均勻嵌在原子球體內(nèi)2.原

9、子內(nèi)的電荷關(guān)系：原子核的電荷數(shù)即核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與核外的電子數(shù)相等3原子核的組成：原子核由質(zhì)子和中子組成，原子核的電荷數(shù)等于原子核的質(zhì)子數(shù)4原子半徑的數(shù)量級是1010m，原子核半徑的數(shù)量級是1015m，兩者相差10萬倍之多4多項選擇盧瑟福對粒子散射實驗的解釋是A使粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的主要原因是原子中電子對粒子的作用力B使粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力是庫侖力C原子核很小，粒子接近它的時機很小，所以絕大多數(shù)的粒子仍沿原來的方向前進D能產(chǎn)生大角度偏轉(zhuǎn)的粒子是穿過原子時離原子核近的粒子【解析】原子核帶正電，與粒子之間存在庫侖力，當粒子靠近原子核時受庫侖力而偏轉(zhuǎn)，電子對它的影響可忽略，故A錯，B對；由于原子核非常小，絕大多數(shù)粒

10、子經(jīng)過時離核較遠因此運動方向幾乎不變，只有離核很近的粒子受到的庫侖力較大，方向改變較多，故C、D對【答案】BCD5多項選擇在粒子散射實驗中，假如兩個具有一樣能量的粒子，從不同大小的角度散射出來，那么散射角度大的粒子A更接近原子核B更遠離原子核C受到一個以上的原子核作用D受到原子核較大的沖量作用【解析】由于原子的體積遠遠大于原子核的體積，當粒子穿越某一個原子的空間時，其他原子核距粒子相對較遠，而且其他原子核對粒子的作用力也可以近似互相抵消，所以散射角度大的這個粒子并非由于受到多個原子核作用，C錯；由庫侖定律可知，粒子受到的斥力與間隔 的平方成反比，粒子距原子核越近，斥力越大，運動狀態(tài)改變越大，即散射角度越大，A對，B錯；當粒子受到原子核較大的沖量作用時，速度的變化量就大，那么散射角度就大，D對【答案】AD6在粒子散射實驗中，當在粒子最接近原子核時，關(guān)于描繪粒子的有關(guān)物理量情況正確的選項是A動能最大B勢能最小C勢能最大D粒子與金原子核組成的系統(tǒng)能量最小【解析】粒子和金原子核都帶正電，庫侖力表現(xiàn)為斥力，兩者間隔