原子的核式結(jié)構(gòu)模型(yong)

原子的核式結(jié)構(gòu)模型(yong)第一頁，共35頁。十九世紀(jì)末，湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，并知道電子是原子的組成部分．由于電子是帶負(fù)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(zhì)．那么這兩種物質(zhì)是怎樣構(gòu)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孫杰出貢獻(xiàn):1897年發(fā)現(xiàn)電子(榮獲1906年諾貝爾物理獎(jiǎng))第二頁，共35頁。一、湯姆生的原子模型在湯姆生的原子模型中，原子是一個(gè)球體；正電核均勻分布在整個(gè)球內(nèi)，而電子都象棗核那樣鑲嵌在原子里面．電子正電荷

這個(gè)模型不久就被實(shí)驗(yàn)事實(shí)否定了第三頁，共35頁。第四頁，共35頁。

以湯姆孫為首的英國劍橋?qū)W派，在原子物理學(xué)上所取得的這些驚人成就，使歐洲大陸上的物理學(xué)家都拜倒在他們的腳下。他的學(xué)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(xué)生兼助手蓋革和馬斯頓用α粒子轟擊金箔去驗(yàn)證湯姆孫原子模型。讓我們來認(rèn)識(shí)一下盧瑟福吧！

從經(jīng)典物理學(xué)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(huì)發(fā)光...第五頁，共35頁。

歐內(nèi)斯特·盧瑟福(ErnestRutherford,1871—1937)英國物理學(xué)家。1871年8月30日生于新西蘭納爾遜的一個(gè)手工業(yè)工人家庭。并在新西蘭長大。他進(jìn)入新西蘭的坎特伯雷學(xué)院學(xué)習(xí)。23歲時(shí)獲得了三個(gè)學(xué)位（文學(xué)學(xué)士、文學(xué)碩士、理學(xué)學(xué)士）1895年在新西蘭大學(xué)畢業(yè)后，獲得英國劍橋大學(xué)的獎(jiǎng)學(xué)金進(jìn)入卡文迪許實(shí)驗(yàn)室，成為湯姆森的研究生。1898年，在湯姆森的推薦下，擔(dān)任加拿大麥吉爾大學(xué)的物理教授。他在那兒呆了9年。于1907年返回英國出任曼徹斯特大學(xué)的物理系主任。1919年接替退休的湯姆森，擔(dān)任卡文迪許實(shí)驗(yàn)室主任。1925年當(dāng)選為英國皇家學(xué)會(huì)主席。1931年受封為納爾遜男爵，1937年10月19日因病在劍橋逝世，與牛頓和法拉第并排安葬，享年66歲。歐內(nèi)斯特·盧瑟福

1871年8月30日生于新西蘭納爾遜的一個(gè)手工業(yè)工人家庭。并在新西蘭長大。他進(jìn)入新西蘭的坎特伯雷學(xué)院學(xué)習(xí)。

23歲時(shí)獲得了三個(gè)學(xué)位（文學(xué)學(xué)士、文學(xué)碩士、理學(xué)學(xué)士）。第六頁，共35頁。粒子散射實(shí)驗(yàn)1.著名的α

粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置盧瑟福

1909～1911年，英國物理學(xué)家盧瑟福和他的助手們進(jìn)行了α粒子散射實(shí)驗(yàn)二、第七頁，共35頁。二.α粒子散射實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)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(zhì)量是氫原子的4倍，具有較大的動(dòng)能。金箔——作為靶子熒光屏——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(zhuǎn)動(dòng)觀察不同角度α粒子的到達(dá)情況。第八頁，共35頁。第九頁，共35頁。第十頁，共35頁。第十一頁，共35頁。第十二頁，共35頁。第十三頁，共35頁。第十四頁，共35頁。二.α粒子散射實(shí)驗(yàn)2.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原來方向前進(jìn)，少數(shù)α粒子（約占8000分之一）發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)α粒子的偏轉(zhuǎn)超過了90°，有的甚至幾乎被撞了回來。第十五頁，共35頁。粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象第一種現(xiàn)象說明，原子中絕大部分是空的；第二、三種現(xiàn)象可看出，α粒子受到較大的庫侖力作用；2.2.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象第十六頁，共35頁。二.α粒子散射實(shí)驗(yàn)盧瑟福對(duì)于上述實(shí)驗(yàn)的結(jié)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(duì)一張紙發(fā)射炮彈，結(jié)果被發(fā)彈回來而打到自己身上。。。。?！?.實(shí)驗(yàn)分析思考：為什么會(huì)這樣說？湯姆遜棗糕原子模型能否解釋這種現(xiàn)象？第十七頁，共35頁。粒子散射實(shí)驗(yàn)解釋根據(jù)湯姆生模型計(jì)算的結(jié)果：電子質(zhì)量很小，對(duì)α

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，α

粒子所受庫侖力也很小，故α粒子偏轉(zhuǎn)角度不會(huì)很大．第十八頁，共35頁。二.α粒子散射實(shí)驗(yàn)盧瑟福根據(jù)他的導(dǎo)師湯姆生模型計(jì)算的結(jié)果：電子質(zhì)量很小，對(duì)α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，α粒子所受庫侖力也很小，散射角不超過零點(diǎn)幾度，發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的幾率幾乎是零．實(shí)驗(yàn)結(jié)果與之前預(yù)測完全不一致，所以原子結(jié)構(gòu)模型必須重新構(gòu)思!

實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻是有八千分之一的粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)！??！第十九頁，共35頁。盧瑟福思考

1.絕大多數(shù)α粒子穿過金箔仍沿原方向前進(jìn)說明什么？

2.少數(shù)α粒子的大角度偏轉(zhuǎn)甚至反彈是怎么造成的？第二十頁，共35頁。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)量都集中在原子核里．帶負(fù)電的電子在核外空間繞著核旋轉(zhuǎn)．三.原子的核式結(jié)構(gòu)的提出

1.原子的核式結(jié)構(gòu)模型--盧瑟福第二十一頁，共35頁。

α粒子穿過原子時(shí)，電子對(duì)α粒子運(yùn)動(dòng)的影響很小，影響α粒子運(yùn)動(dòng)的主要是帶正電的原子核。而絕大多數(shù)的α粒子穿過原子時(shí)離核較遠(yuǎn)，受到的庫侖斥力很小，運(yùn)動(dòng)方向幾乎沒有改變，只有極少數(shù)α粒子可能與核十分接近，受到較大的庫侖斥力，才會(huì)發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)。三.原子的核式結(jié)構(gòu)的提出

2.對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋第二十二頁，共35頁。核式結(jié)構(gòu)模型示意圖F庫侖力電子原子核v第二十三頁，共35頁。根據(jù)盧瑟福的原子核式模型和α粒子散射的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以推算出各種元素原子核的電荷數(shù)，還可以估計(jì)出原子核的大小。（1）原子的半徑約為10-10m、原子核半徑約是10-15m，原子核的體積只占原子的體積的萬億分之一。（2）原子核所帶正電荷數(shù)與核外電子數(shù)以及該元素在周期表內(nèi)的原子序數(shù)相等。四.原子核的電荷與尺度第二十四頁，共35頁。米體育場根據(jù)盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型，原子內(nèi)部是十分“空曠”的，舉一個(gè)簡單的例子：原子（半徑10-10m）原子核(半徑10-15m）

原子的核式結(jié)構(gòu)米原子如果相當(dāng)于直徑約為百米的體育場大小；則原子核的直徑相當(dāng)于毫米大小的露珠；第二十五頁，共35頁。電荷數(shù)Z=質(zhì)子數(shù)=原子序數(shù)質(zhì)量數(shù)A=核子數(shù)

=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)同位素：質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的原子，叫同位素。其原子的核外電子都相同，因而化學(xué)性質(zhì)相同，但物理性質(zhì)不同。元素符號(hào)表示：第二十六頁，共35頁。氫的同位素具有相同質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的原子,在元素周期表中處于同一位置,因而互稱為同位素。同位素第二十七頁，共35頁。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)行星式第二十八頁，共35頁。1、在用α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)中，盧瑟福觀察到的α粒子的運(yùn)動(dòng)情況是（）A、全部α粒子穿過金屬箔后仍按原來的方向前進(jìn)B、絕大多數(shù)α粒子穿過金屬箔后仍按原來的方向前進(jìn)，少數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)甚至被彈回C、少數(shù)α粒子穿過金屬箔后仍按原來的方向前進(jìn)，絕大多數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，甚至被彈回D、全部α粒子都發(fā)生很大偏轉(zhuǎn)B課堂練習(xí)第二十九頁，共35頁。2、盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)理論的主要內(nèi)容有（）

A、原子的中心有個(gè)核，叫做原子核

B、原子的正負(fù)電荷都均勻分布在整個(gè)原子中

C、原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里

D、帶負(fù)電的電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)ACD第三十頁，共35頁。3、當(dāng)α粒子被重核散射時(shí)，如圖所示的運(yùn)動(dòng)軌跡哪些是不可能存在的（）課堂練習(xí)BC第三十一頁，共35頁。粒子在靠近金原子核過程中動(dòng)能、電勢能、庫侖力如何變化？第三十二頁，共35頁。4、利用α粒子散射實(shí)驗(yàn)，可以估算出（）A．原子核外電子大小 B．電子運(yùn)動(dòng)速度C．原子的大小 D．原子核的大小．課堂練習(xí)D第三十三頁，共35頁。5．在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，沒有考慮α粒子跟電子的碰撞，其原因是