原子的核式結構模型定稿

關于原子的核式結構模型定稿第1頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三原子復雜結構的發(fā)現過程1897年發(fā)現陰極射線是電子流都從物體中擊出電子來原子(中性)電子(一)正電荷?設想?1、公元前五世紀希臘哲學家提出物質是由不可分割的微粒（叫原子）組成。2、100多年前化學反應中原子的種類和數目不變，化學上倍比定律的發(fā)現等證實了物質的原子性結構，認為原子是不可再分的、物質是由原子組成的。3、19世紀末20世紀初X射線使氣體電離光電效應湯姆生原子模型第2頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三十九世紀末，湯姆生發(fā)現了電子，并知道電子是原子的組成部分．由于電子是帶負電的，而原子又是中性的，因此推斷出原子中還有帶正電的物質．那么這兩種物質是怎樣構成原子的呢？湯姆生的原子模型湯姆生提出了棗糕模型湯姆生杰出貢獻:1897年發(fā)現電子(榮獲1906年諾貝爾物理獎)第3頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三電子正電荷湯姆孫認為：原子是一個球體；正電荷均勻分布在整個球內，而電子都象布丁中的葡萄干那樣鑲嵌在內。一、湯姆孫的原子模型“棗糕模型”能夠定性解釋原子光譜。“棗糕模型”第4頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三

以湯姆孫為首的英國劍橋學派，在原子物理學上所取得的這些驚人成就，使歐洲大陸上的物理學家都拜倒在他們的腳下。他的學生盧瑟福也接受了湯姆孫的原子模型，1909年盧瑟福建議其學生兼助手蓋革和馬斯頓用α粒子轟擊金箔去驗證湯姆孫原子模型。從經典物理學的角度看，湯姆孫的模型是很成功的。解釋原子是電中性的，電子在原子里是怎樣分布的，解釋原子為什么會發(fā)光，能估計出原子的大小約為一億分之一厘米。第5頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三二.α粒子散射實驗1.實驗裝置放射源——放射性元素釙（Po）放出α粒子，α粒子是氦核，帶2e正電荷，質量是氫原子的4倍，具有較大的動能。金箔——作為靶子，厚度1μm,重疊了3000層左右的金原子。熒光屏——α粒子打在上面發(fā)出閃光。顯微鏡——通過顯微鏡觀察閃光，且可360°轉動觀察不同角度α粒子的到達情況。第6頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三思考與討論：1、α粒子射入金箔時難免與電子碰撞。試估計與電子的碰撞對α粒子速度的影響。2、按照湯姆孫棗糕原子模型，正電荷均勻分布在整個原子球體內部。請分析：α粒子穿過金箔，受到電荷的作用力后，沿哪些方向前進的可能性較大，最不可能沿什么方向前進。3、試畫出α粒子穿過湯姆孫棗糕模型的圖景。第7頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三根據湯姆孫模型的計算：α粒子穿過金箔后偏離原來方向的角度是很小的，因為電子的質量不到α粒子的1/7300，α粒子碰到它，就像飛行著的子彈碰到一粒塵埃一樣，運動方向不會發(fā)生明顯的改變。正電荷又是均勻分布的，α粒子穿過原子時，它受到原子內部兩側正電荷的斥力大部分相互抵消，α粒子偏轉的力就不會很大。事實真的如此嗎？第8頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三二.α粒子散射實驗第9頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三粒子散射實驗1、絕大多數α粒子穿過金箔后仍沿原來方向前進．2、少數α粒子發(fā)生了較大的偏轉．3、極少數α粒子的偏轉超過90°．4、有的甚至幾乎達到180°．第10頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三二.α粒子散射實驗盧瑟福對于上述實驗的結果感到十分驚奇，他說：“這是我一生中從未有的最難以置信的事，它好比你對一張紙發(fā)射炮彈，結果被發(fā)彈回來而打到自己身上。。。。?！?.實驗分析思考：為什么會這樣說？湯姆遜棗糕原子模型能否解釋這種現象？第11頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三二.α粒子散射實驗盧瑟福根據他的導師湯姆生模型計算的結果：電子質量很小，對α粒子的運動方向不會發(fā)生明顯影響；由于正電荷均勻分布，α粒子所受庫侖力也很小，散射角不超過零點幾度，發(fā)生大角度偏轉的幾率幾乎是零．實驗結果與之前預測完全不一致，所以原子結構模型必須重新構思!

實驗結果卻是有八千分之一的粒子發(fā)生了大角度偏轉！??！第12頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三粒子散射實驗1、絕大多數α粒子穿過金箔后仍沿原來方向前進．2、少數α粒子發(fā)生了較大的偏轉．3、極少數α粒子的偏轉超過90°．4、有的甚至幾乎達到180°．第一條現象說明，原子中絕大部分是空的；第二、三現象可看出，α粒子受到較大的庫侖力作用；第四條現象可看出，α粒子在原子中碰到了比他質量大的多的東西第13頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三1、在原子中心有一個很小的核，叫原子核．2、原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里．3、帶負電的電子在核外空間繞著核旋轉．三、原子的核式結構的提出

第14頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三

α粒子穿過原子時，電子對α粒子運動的影響很小，影響α粒子運動的主要是帶正電的原子核。而絕大多數的α粒子穿過原子時離核較遠，受到的庫侖斥力很小，運動方向幾乎沒有改變，只有極少數α粒子可能與核十分接近，受到較大的庫侖斥力，才會發(fā)生大角度的偏轉。三.原子的核式結構的提出

2.對α粒子散射實驗現象解釋第15頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三第16頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三根據盧瑟福的原子結構模型，原子內部是十分“空曠”的，舉一個簡單的例子：體育場原子原子核第17頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三質子中子核子質子數電荷數原子核的組成

1919年，盧瑟福用粒子轟擊氮核，得到了質子，進而猜想原子核內存在不帶電的中子，這一猜想10年后被他的學生查德威克用實驗證實，并得到公認．第18頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三電荷數Z=質子數=原子序數質量數A=核子數

=質子數