《原子的核式結(jié)構(gòu)模型》參考 省賽獲獎-完整版課件

2.2原子的核式結(jié)構(gòu)模型請同學(xué)們根據(jù)所學(xué)知識思考、回答下面的問題：問題一：

物質(zhì)的組成如何？就你所知，談?wù)勀愕目捶ā?9世紀(jì)末物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)▲1895年倫琴發(fā)現(xiàn)x射線▲1896年貝克勒耳發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象▲1897年湯姆生發(fā)現(xiàn)電子

至此，神秘的微觀世界向人類敞開了大門。

原子復(fù)雜結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)過程

人類社會是在不斷地發(fā)現(xiàn)、發(fā)明和創(chuàng)造中前進(jìn)的。直到19世紀(jì)末，人們還認(rèn)為原子是構(gòu)成物質(zhì)的最小單位而不可再分，當(dāng)湯姆生在1897年發(fā)現(xiàn)電子后，人們才認(rèn)識到原子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。問題二：

哪些物理現(xiàn)象說明了原子可以再分？◆氣體電離和光電效應(yīng)等現(xiàn)象中，都可以從物質(zhì)中擊出電子。分析可知，電子是原子的組成部分?！粼拥膬?nèi)部結(jié)構(gòu)到底是怎樣的呢？問題三：

原子中帶正電的物質(zhì)是如何分布的？你會作出怎樣的設(shè)想？

請同學(xué)們帶著上述問題閱讀課本原子核式結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)湯姆生是如何描述原子結(jié)構(gòu)的？請回答：湯姆生原子結(jié)構(gòu)模型原子是一個球體，正電荷均勻地分布在整個球內(nèi)，電子像棗糕里的棗子那樣鑲嵌在原子里面。湯姆生原子棗糕模型能解釋當(dāng)時發(fā)現(xiàn)的一些現(xiàn)象，如原子的發(fā)光等，因而曾被廣泛接受。但勒納德1903年做了一個實(shí)驗(yàn)，使電子束射到金屬模上，發(fā)現(xiàn)較高速度的電子很容易穿透原子。看來原子不是一個實(shí)心球體。稍后一些的α粒子散射實(shí)驗(yàn)則完全否認(rèn)了湯姆孫的原子模型。

用什么方法去研究象原子這樣的微觀粒子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)呢？

用其他微觀粒子或一些射線轟擊問題：

按湯姆生的原子模型，α粒子穿過金箔后應(yīng)如何運(yùn)動？問題：

按湯姆生的原子模型，α粒子穿過金箔后應(yīng)如何運(yùn)動？

1909年～1911年英國科學(xué)家盧瑟福和他的助手進(jìn)行了著名的α粒子散射實(shí)驗(yàn)，使人們對原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有了新的認(rèn)識。問題：α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是：

α粒子穿過金箔后幾乎仍沿原來的方向前進(jìn)或偏轉(zhuǎn)很小；

α粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，

α粒子偏轉(zhuǎn)角超過了90°，

被彈回，偏角幾乎達(dá)到180°。絕大多數(shù)少數(shù)極少數(shù)有的甚至問題：1.α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與湯姆生原子模型得出

的結(jié)論是否相符？說明你的理由。2.原子內(nèi)部的正電荷應(yīng)該如何分布才能形成α粒

子的大角度散射呢？3.

請大家分析一下，盧瑟福是如何解釋α粒子散射實(shí)驗(yàn)的？（1）電子不可能使α粒子發(fā)生大角度散射。α粒子跟電子碰撞過程中兩者動量變化相等，因α粒子的質(zhì)量是電子質(zhì)量的7300倍，撞前后α粒子速度幾乎不變，而質(zhì)量小的電子速度發(fā)生改變。因此，α粒子撞電子時不會出現(xiàn)被反彈回來的現(xiàn)象。發(fā)生非對心碰撞時，α粒子也不會出現(xiàn)大角度偏轉(zhuǎn)。可見，電子對α粒子在速度的大小、方向上的改變是十分微小的。（2）按湯姆孫的原子模型，正電荷在原子內(nèi)部分布均勻，α粒子穿過原子時，由于粒子兩側(cè)正電荷對它的斥力有相當(dāng)大的一部分相抵削，使α粒子偏轉(zhuǎn)的力也不會很大，α粒子散射現(xiàn)象說明了湯姆孫的原子模型不符合原子結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況。（3）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，甚至反彈回來，表明這些α粒子在原子中的某個地方受到了質(zhì)量、電量均比本身大的多的物休作用。（4）金箔的厚度大約1μm，金原子的直徑約3×10-10m。絕大多數(shù)α粒子穿過金箔時，相當(dāng)于穿過幾千個金原子的厚度，但它們的運(yùn)動方向沒發(fā)生明顯的變化，這個現(xiàn)象表明α粒子在穿過時基本上沒有受到力的作用，說明原子中的絕大部分是空的，原子的質(zhì)量和電量都集中在體積很小的核上。盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型：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全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外的空間運(yùn)動。盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)的解釋小結(jié)盧瑟福原子的核式結(jié)構(gòu)模型的建立過程湯姆生發(fā)現(xiàn)電子湯姆生原子模型棗糕式盧瑟福原子核式模型α粒子散射實(shí)驗(yàn)行星式效果檢測1．有關(guān)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是A絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后不改變方向；Bα粒子碰到電子后運(yùn)動方向幾乎不發(fā)生改變；Cα粒子散射實(shí)驗(yàn)，肯定了湯姆生的原子結(jié)構(gòu)模型；Dα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)。ABD效果檢測2．下列對原子的結(jié)構(gòu)的認(rèn)識中正確的是（）A原子中絕大部分是空的，原子核很??；B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；D原子核的直徑大約為10-10mAB效果檢測3．如圖所示為α粒子散射實(shí)驗(yàn)中α粒子穿過某一金原子核附近時的示意圖，A、B、C三點(diǎn)分別位于兩個等勢面上，則以下說法中正確的是（）+ABCAα粒子在A處的速率比在B處的速率?。籅α粒子在B處的速率最大；Cα粒子在A、C處的速度相同；Dα粒子在B處的速率比在C處的速率小。D

英國物理學(xué)家。1856年12月18日出生于英格蘭曼徹斯特。

湯姆生(JosephJohnThomson,1856～1940年)杰出貢獻(xiàn):

1897年發(fā)現(xiàn)電子(榮獲1906年諾貝爾物理獎)

1871年8月30日生于新西蘭

杰出貢獻(xiàn):

1899年命名α射線、β射線；發(fā)現(xiàn)放射性元素“釷”；

1902年提出原子自然蛻變理論；

盧瑟福(1871～1937年)1911年提出原子的核式結(jié)構(gòu)