高中物理第十八章原子結(jié)構(gòu)第二節(jié)原子的核式結(jié)構(gòu)模型課件新人教版選修3-

第十八章原子結(jié)構(gòu)第二節(jié)原子的核式結(jié)構(gòu)模型【素養(yǎng)目標(biāo)定位】※※掌握α粒子的散射實(shí)驗(yàn)及其實(shí)驗(yàn)結(jié)果※了解原子的核式結(jié)構(gòu)模型及原子核的電荷與尺度※理解原子核式結(jié)構(gòu)提出的主要思想【素養(yǎng)思維脈絡(luò)】課前預(yù)習(xí)反饋

湯姆孫的棗糕式模型湯姆孫在發(fā)現(xiàn)電子后，便投入了對原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的探索，他運(yùn)用豐富的想象，提出了原子________模型(如圖所示)。在這個模型里，湯姆孫把原子看作一個球體，正電荷________地分布在整個球內(nèi)，電子像棗糕上的棗子一樣嵌在球中，被__________吸引著。原子內(nèi)正、負(fù)電荷________，因此原子的整體呈______性。棗糕知識點(diǎn)1均勻正電荷相等中

α粒子散射實(shí)驗(yàn)1909～1911年盧瑟福和他的助手做了用α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)，獲得了重要的發(fā)現(xiàn)。1．實(shí)驗(yàn)裝置(如圖所示)說明：(1)整個實(shí)驗(yàn)過程在真空中進(jìn)行。(2)金箔很薄，α粒子(He核)很容易穿過。知識點(diǎn)22．實(shí)驗(yàn)結(jié)果絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后基本上仍沿__________________，但是有少數(shù)α粒子發(fā)生了________的偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)粒子被____________。3．實(shí)驗(yàn)意義盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)，否定了湯姆孫的原子模型，建立了____________模型。原來的方向前進(jìn)較大反向彈回核式結(jié)構(gòu)

盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型盧瑟福依據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)：原子中心有一個很小的核，叫__________，原子的全部______電荷和幾乎全部________都集中在核里，帶負(fù)電的________在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)。(如圖所示)原子核知識點(diǎn)3正質(zhì)量電子

原子核的電荷與尺度原子核的電荷數(shù)等于核外________數(shù)，接近于原子序數(shù)，原子核大小的數(shù)量級為_______m，原子大小數(shù)量級為_______m，兩者相差十萬倍之多，可見原子內(nèi)部十分“空曠”。若原子相當(dāng)于一個立體的足球場的話，則原子核就像足球場中的一粒米。電子知識點(diǎn)410－15

10－10

『判一判』(1)湯姆孫的棗糕式模型認(rèn)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)。 (

)(2)α粒子散射實(shí)驗(yàn)中絕大多數(shù)α粒子都發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)。 (

)(3)盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為原子中帶正電的部分體積很小，電子在正電體外面運(yùn)動。 (

)(4)原子核的電荷數(shù)等于核中的中子數(shù)。 (

)(5)對于一般的原子，由于原子核很小，所以內(nèi)部十分空曠。 (

)√

×

√×

√思考辨析『選一選』(2020·吉林省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二下學(xué)期期中)在盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，金箔中的原子核可以看作靜止不動，下列各圖畫出的是其中兩個α粒子經(jīng)歷金箔散射過程的徑跡，其中正確的是 (

)解析：根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象可知，選C。C

『想一想』有人認(rèn)為α粒子發(fā)生散射的主要原因是α粒子撞擊到了金箔原子上，好像兩個玻璃球的碰撞一樣發(fā)生的反彈，這種觀點(diǎn)正確嗎？答案：不正確解析：α粒子發(fā)生散射的主要原因是受到原子核庫侖斥力的作用，在微觀領(lǐng)域庫侖斥力非常強(qiáng)大，二者無法碰在一起。課內(nèi)互動探究α粒子散射實(shí)驗(yàn)如圖所示為α粒子散射的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)過程中，α粒子為什么會發(fā)生大角度散射？提示：α粒子受到原子核的庫侖力探究一

思考討論11．α粒子的散射實(shí)驗(yàn)否定了湯姆孫的原子模型(1)α粒子在穿過原子之間時，所受周圍的正、負(fù)電荷作用的庫侖力是平衡的，α粒子不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。(2)α粒子正對著電子射來，質(zhì)量遠(yuǎn)小于α粒子的電子不可能使α粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)，更不可能使它反彈。歸納總結(jié)2．原子的核式結(jié)構(gòu)模型對α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋(1)當(dāng)α粒子穿過原子時，如果離核較遠(yuǎn)，受到原子核的斥力很小，α粒子就像穿過“一片空地”一樣，無遮無擋，運(yùn)動方向改變很小，因?yàn)樵雍撕苄?，所以絕大多數(shù)α粒子不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。(2)只有當(dāng)α粒子十分接近原子核穿過時，才受到很大的庫侖力作用，偏轉(zhuǎn)角才很大，而這種機(jī)會很少。(3)如果α粒子正對著原子核射來，偏轉(zhuǎn)角幾乎達(dá)到180°，這種機(jī)會極少。(1)α粒子與原子核之間的萬有引力遠(yuǎn)小于兩者之間的庫侖斥力，因而可以忽略不計。(2)α粒子并沒有與金原子核直接發(fā)生碰撞，偏轉(zhuǎn)的原因是庫侖斥力影響的結(jié)果。

特別提醒

如圖所示為盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，圖中的顯微鏡可在圓周軌道上轉(zhuǎn)動，通過顯微鏡前相連的熒光屏可觀察α粒子在各個角度的散射情況。下列說法中正確的是 (

)典例1典例剖析A．在圖中的A、B兩位置分別進(jìn)行觀察，相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)一樣多B．在圖中的B位置進(jìn)行觀察，屏上觀察不到任何閃光C．盧瑟福選用不同金屬箔片作為α粒子散射的靶，觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相似D．α粒子發(fā)生散射的主要原因是α粒子撞擊到金原子后產(chǎn)生的反彈C

解題指導(dǎo)：以“α粒子散射實(shí)驗(yàn)”的現(xiàn)象和核式結(jié)構(gòu)模型入手解答。解析：放在A位置時，相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多，說明大多數(shù)粒子基本不偏折，可知金箔原子內(nèi)部很空曠，故A錯誤；放在B位置時，相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)極少，說明極少粒子發(fā)生大角度偏折，故B錯誤；選用不同金屬箔片作為α粒子散射的靶，觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相似，故C正確；主要原因是α粒子接近金原子后，因庫侖力作用，且質(zhì)量較大，從而出現(xiàn)的反彈，故D錯誤。1．(2020·福建省永安一中、德化一中、漳平一中高二下學(xué)期聯(lián)考)圖示是α粒子(氦原子核)被重金屬原子核散射的運(yùn)動軌跡，M、N、P、Q是軌跡上的四點(diǎn)，在散射過程中可以認(rèn)為重金屬原子核靜止不動。圖中所標(biāo)出的α粒子在各點(diǎn)處的加速度方向正確的是 (

)A．M點(diǎn) B．N點(diǎn)C．P點(diǎn) D．Q點(diǎn)C

對點(diǎn)訓(xùn)練解析：α粒子與重金屬原子核之間的庫侖力提供α粒子的加速度，方向沿α粒子與原子核的連線且指向α粒子，則四個選項中只有P點(diǎn)處的加速度方向符合實(shí)際，故C項正確。原子的核式結(jié)構(gòu)模型與原子核的組成人們對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識經(jīng)歷了幾個不同的階段，其中有：探究二

思考討論2人們對原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識的先后順序排列是怎樣的？提示：BCAD解析：人們對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識先后經(jīng)歷了湯姆孫模型、盧瑟福模型、玻爾模型、電子云模型。1．原子的核式結(jié)構(gòu)與原子的棗糕模型的對比歸納總結(jié)核式結(jié)構(gòu)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．原子內(nèi)的電荷關(guān)系原子核的電荷數(shù)與核外的電子數(shù)相等，非常接近原子序數(shù)。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．原子核的大小原子的半徑數(shù)量級為10－10m，原子核半徑的數(shù)量級為10－15m，原子核的半徑只相當(dāng)于原子半徑的十萬分之一，體積只相當(dāng)于原子體積的10－15。

(多選)關(guān)于原子的核式結(jié)構(gòu)模型，下列說法正確的是 (

)A．原子中絕大部分是“空”的，原子核很小B．電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)的向心力是原子核對它的庫侖力C．原子的全部電荷和質(zhì)量都集中在原子核里D．原子核的直徑的數(shù)量級是10－10m解題指導(dǎo)：正確理解盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)模型是解題關(guān)鍵。解析：因?yàn)樵拥娜空姾珊蛶缀跞抠|(zhì)量都集中在原子核內(nèi)，而原子核又很小，所以原子內(nèi)絕大部分區(qū)域是“空”的，A正確，C錯誤；電子繞原子核的圓周運(yùn)動是原子核與電子間的庫侖引力提供向心力，B正確；原子核直徑的數(shù)量級是10－15m，原子直徑的數(shù)量級是10－10m，D錯誤。AB

典例2典例剖析2．下列關(guān)于原子核式結(jié)構(gòu)理論說法正確的是 (

)A．是通過發(fā)現(xiàn)電子現(xiàn)象得出來的B．原子的中心有個核，叫作原子核C．原子的正電荷均勻分布在整個原子中D．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)電的電子在核外旋轉(zhuǎn)解析：原子的核式結(jié)構(gòu)模型是在α粒子的散射實(shí)驗(yàn)