原子模型的提出

1、3-2 3-2 原子模型的提出原子模型的提出電子的發(fā)現(xiàn)，激發(fā)了人們探索原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的熱情電子的發(fā)現(xiàn)，激發(fā)了人們探索原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的熱情 原子內(nèi)部除了電子外，還有些什么？原子內(nèi)部的原子內(nèi)部除了電子外，還有些什么？原子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)又是怎樣的？結(jié)構(gòu)又是怎樣的？ 在在1919世紀(jì)末和世紀(jì)末和2020世紀(jì)初，科學(xué)家還無法通過實(shí)驗(yàn)世紀(jì)初，科學(xué)家還無法通過實(shí)驗(yàn)手段來直接揭示原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，于是手段來直接揭示原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，于是利用假設(shè)的利用假設(shè)的方法方法，構(gòu)思出一個(gè)個(gè)原子結(jié)構(gòu)的模型，再通過實(shí)驗(yàn)，構(gòu)思出一個(gè)個(gè)原子結(jié)構(gòu)的模型，再通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和理論分析，一步步接近原子結(jié)構(gòu)的真實(shí)圖景。驗(yàn)證和理論分析，一步步接近原子結(jié)構(gòu)

2、的真實(shí)圖景。兩種典型的兩種典型的原子結(jié)構(gòu)的模型原子結(jié)構(gòu)的模型 十九世紀(jì)末，湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，并知道電十九世紀(jì)末，湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，并知道電子是原子的組成部分由于電子是子是原子的組成部分由于電子是帶負(fù)電帶負(fù)電的，的，而原子又是中性的，因此推斷出原子中還有帶而原子又是中性的，因此推斷出原子中還有帶正電的物質(zhì)那么這兩種物質(zhì)是怎樣構(gòu)成原子正電的物質(zhì)那么這兩種物質(zhì)是怎樣構(gòu)成原子的呢？的呢？湯姆生提出了湯姆生提出了棗糕模型棗糕模型湯姆生湯姆生湯姆生原子結(jié)構(gòu)模型湯姆生原子結(jié)構(gòu)模型 棗糕模型棗糕模型 原子是一個(gè)球體，正電荷均勻地分布在原子是一個(gè)球體，正電荷均勻地分布在整個(gè)球內(nèi)，電子像棗糕里的棗子那樣鑲嵌在整個(gè)

3、球內(nèi)，電子像棗糕里的棗子那樣鑲嵌在原子里面。原子里面。實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究1 1、實(shí)驗(yàn)方案：、實(shí)驗(yàn)方案：粒子散射實(shí)驗(yàn)（粒子散射實(shí)驗(yàn)（19091909年盧瑟福）：年盧瑟福）：熒光屏熒光屏-記錄粒子打在記錄粒子打在屏上的點(diǎn)跡屏上的點(diǎn)跡放射源放射源-粒子粒子He42整個(gè)裝置處于真空中整個(gè)裝置處于真空中金箔金箔-很薄很薄 約約1 1m盧盧瑟瑟福福 1909 190919111911年，英國(guó)物理學(xué)年，英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福和他的助手們進(jìn)行家盧瑟福和他的助手們進(jìn)行了了 粒子散射實(shí)驗(yàn)粒子散射實(shí)驗(yàn)著名的著名的 粒子散射實(shí)驗(yàn)粒子散射實(shí)驗(yàn)思考：思考： 按湯姆生的原子模型，按湯姆生的原子模型，粒子穿過金箔粒子穿過金箔后應(yīng)如

4、何運(yùn)動(dòng)？后應(yīng)如何運(yùn)動(dòng)？ 根據(jù)湯姆生模型計(jì)算的結(jié)果：電子質(zhì)量很小，對(duì)根據(jù)湯姆生模型計(jì)算的結(jié)果：電子質(zhì)量很小，對(duì) 粒子的運(yùn)動(dòng)方向不會(huì)發(fā)生明顯影響；由于正電荷均勻粒子的運(yùn)動(dòng)方向不會(huì)發(fā)生明顯影響；由于正電荷均勻分布，分布， 粒子所受庫侖力也很小，故粒子所受庫侖力也很小，故 粒子偏轉(zhuǎn)角度不粒子偏轉(zhuǎn)角度不會(huì)很大會(huì)很大1 1、絕大多數(shù)、絕大多數(shù) 粒子穿過金箔后仍沿原來方向前進(jìn)粒子穿過金箔后仍沿原來方向前進(jìn)2 2、少數(shù)、少數(shù) 粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)3 3、極少數(shù)、極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)超過粒子的偏轉(zhuǎn)超過90904 4、有的甚至幾乎達(dá)到、有的甚至幾乎達(dá)到180 180 第一條現(xiàn)象說明，原子中絕大部分

5、是空的第一條現(xiàn)象說明，原子中絕大部分是空的第二、三現(xiàn)象可看出，第二、三現(xiàn)象可看出， 粒子受到較大的庫侖力作用粒子受到較大的庫侖力作用第四條現(xiàn)象可看出，第四條現(xiàn)象可看出，粒子在原子中碰到了比他質(zhì)量大的粒子在原子中碰到了比他質(zhì)量大的 多的東西。多的東西。 在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫做原子核。在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫做原子核。原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里。帶負(fù)電的電子在核外空間繞著核旋轉(zhuǎn)核里。帶負(fù)電的電子在核外空間繞著核旋轉(zhuǎn)盧瑟福提出的原子核式結(jié)構(gòu)盧瑟福提出的原子核式結(jié)構(gòu)盧瑟福盧瑟福粒子散射實(shí)驗(yàn)的解釋粒子散射實(shí)驗(yàn)的解釋體育場(chǎng)體育場(chǎng)

6、 根據(jù)盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型，原子內(nèi)部是十分根據(jù)盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型，原子內(nèi)部是十分“空空曠曠”的，舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：的，舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：原子原子原子核原子核原子半徑數(shù)量級(jí)：原子半徑數(shù)量級(jí)：10101010 m m原子核半徑數(shù)量級(jí)：原子核半徑數(shù)量級(jí)：10101515 m m 1919 1919年，盧瑟福用粒子轟擊氮核，得到了質(zhì)子，年，盧瑟福用粒子轟擊氮核，得到了質(zhì)子，進(jìn)而猜想原子核內(nèi)存在不帶電的中子，這一猜想被進(jìn)而猜想原子核內(nèi)存在不帶電的中子，這一猜想被他的學(xué)生查德威克用實(shí)驗(yàn)證實(shí)，并得到公認(rèn)他的學(xué)生查德威克用實(shí)驗(yàn)證實(shí)，并得到公認(rèn)質(zhì)子質(zhì)子中子中子核子核子質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)電荷數(shù)電荷數(shù)1、有關(guān)、有關(guān)粒子

7、散射實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是（粒子散射實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是（ ）A、絕大多數(shù)、絕大多數(shù)粒子穿過金箔后不改變方向；粒子穿過金箔后不改變方向；B、粒子碰到電子后運(yùn)動(dòng)方向幾乎不發(fā)生改變；粒子碰到電子后運(yùn)動(dòng)方向幾乎不發(fā)生改變；C、粒子散射實(shí)驗(yàn)，肯定了湯姆生的原子結(jié)構(gòu)模型；粒子散射實(shí)驗(yàn)，肯定了湯姆生的原子結(jié)構(gòu)模型；D、粒子散射實(shí)驗(yàn)，是盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)模型的實(shí)粒子散射實(shí)驗(yàn)，是盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)模型的實(shí) 驗(yàn)依據(jù)。驗(yàn)依據(jù)。ABD效果檢測(cè)效果檢測(cè)1. 盧瑟福對(duì)盧瑟福對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)的解釋是（粒子散射實(shí)驗(yàn)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(duì)粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力主要是原子中電子對(duì) 粒子的作用

8、力；粒子的作用力； B. 使使粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力主要是庫侖力；粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力主要是庫侖力； C. 原子核很小，原子核很小，粒子接近它的機(jī)會(huì)很少，粒子接近它的機(jī)會(huì)很少， 所以絕大多數(shù)的所以絕大多數(shù)的粒子仍沿原來的方向前進(jìn)；粒子仍沿原來的方向前進(jìn)； 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(shí)離粒子是穿過原子時(shí)離 原子核近的原子核近的粒子。粒子。 BCD課堂練習(xí)課堂練習(xí):2. 在在粒子散射實(shí)驗(yàn)中，如果一個(gè)粒子散射實(shí)驗(yàn)中，如果一個(gè)粒子跟金箔中的粒子跟金箔中的電子相撞，則電子相撞，則( ) A.粒子的動(dòng)能和動(dòng)量幾乎沒有損失。粒子的動(dòng)能和動(dòng)量幾乎沒有損失。 B.粒子將損失部分動(dòng)能和動(dòng)量。粒

9、子將損失部分動(dòng)能和動(dòng)量。 C.粒子不會(huì)發(fā)生顯著的偏轉(zhuǎn)。粒子不會(huì)發(fā)生顯著的偏轉(zhuǎn)。 D.粒子將發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)粒子將發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)AC課堂練習(xí)課堂練習(xí):3、 在在粒子散射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)粒子散射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)粒子最接近金核粒子最接近金核 時(shí)（時(shí)（ ） A.粒子動(dòng)能最??；粒子動(dòng)能最小； B.粒子受到的庫侖力最大；粒子受到的庫侖力最大； C.粒子電勢(shì)能最小；粒子電勢(shì)能最??； D.粒子動(dòng)量的變化率最小粒子動(dòng)量的變化率最小A課堂練習(xí)課堂練習(xí):1、圖中的圓點(diǎn)代表、圖中的圓點(diǎn)代表粒子散射實(shí)驗(yàn)中的原子核，帶粒子散射實(shí)驗(yàn)中的原子核，帶 箭頭的曲線代表箭頭的曲線代表粒子的徑跡，其中不可能發(fā)生粒子的徑跡，其中不可能發(fā)生

10、的是（的是（ ） A B C D ABD效果檢測(cè)效果檢測(cè)2、下列對(duì)原子的結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)中正確的是（、下列對(duì)原子的結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)中正確的是（ ） A、原子中絕大部分是空的，原子核很小、原子中絕大部分是空的，原子核很小 B、電子在核外旋轉(zhuǎn)，庫侖力提供向心力、電子在核外旋轉(zhuǎn)，庫侖力提供向心力 C、原子的全部正電荷和全部質(zhì)量都集中在原子核里、原子的全部正電荷和全部質(zhì)量都集中在原子核里 D、原子核的直徑大約為、原子核的直徑大約為10-10mAB效果檢測(cè)效果檢測(cè)3、如圖所示為、如圖所示為粒子散射實(shí)驗(yàn)中粒子散射實(shí)驗(yàn)中粒子穿過某一金原子粒子穿過某一金原子核附近時(shí)的示意圖，核附近時(shí)的示意圖，A、B、C三點(diǎn)分別位于兩個(gè)等

11、勢(shì)三點(diǎn)分別位于兩個(gè)等勢(shì)面上，則以下說法中正確的是（面上，則以下說法中正確的是（ ） +ABCA、粒子在粒子在A處的速率比在處的速率比在B處處 的速率??；的速率小；B、粒子在粒子在B處的速率最大；處的速率最大；C、粒子在粒子在A、C處的速度相同；處的速度相同；D、粒子在粒子在B處的速率比在處的速率比在C處處 的速率小。的速率小。D效果檢測(cè)效果檢測(cè) 英國(guó)物理學(xué)家。英國(guó)物理學(xué)家。1856年年12月月18日出生于英格蘭曼徹斯特。日出生于英格蘭曼徹斯特。 湯姆生湯姆生(Joseph John (Joseph John Thomson,1856Thomson,185619401940年年) )杰出貢獻(xiàn)杰出貢獻(xiàn): : 1897 1897年發(fā)現(xiàn)電子年發(fā)現(xiàn)電子( (榮獲榮獲19061906年諾貝爾物理獎(jiǎng)年諾貝爾物理獎(jiǎng)) ) 1871 1871年年8 8月月 3030日生于新西蘭日