4.2原子的核式結(jié)構(gòu)模型+課件+-高二物理教科版（2019）選擇性必修第三冊

原子的核式結(jié)構(gòu)模型通常情況下，物質(zhì)是不帶電的，因此，原子應該是電中性的。既然電子是帶負電的，質(zhì)量又很小，那么，原子中一定還有帶正電的部分，它具有大部分的原子質(zhì)量。請你設(shè)想一下，原子中帶正電的部分以及帶負電的電子可能是如何分布的？思考與討論棗糕模型（西瓜模型）湯姆孫湯姆孫提出了湯姆孫原子模型一電子正電荷原子是一個球體，正電荷均勻分布在球體中，電子鑲嵌在正電荷之中，就象棗點綴在一塊蛋糕里一樣，所以又被人們稱為“棗糕模型”。

這個模型不久就被實驗事實否定了1908年，盧瑟福指導他的助手用高速飛行的α粒子轟擊厚度為0.4μm的金箔，希望通過α粒子運動路徑發(fā)生偏轉(zhuǎn)的程度研究靶原子（金原子）的結(jié)構(gòu)。這個實驗被稱為α粒子散射實驗。新西蘭盧瑟福1871-1937金箔釙鉛盒熒光屏顯微鏡接真空泵釙鉛盒金箔熒光屏顯微鏡θ(a)α

粒子散射實驗裝置剖面圖(b)α

粒子散射角α粒子散射實驗二

α粒子是從放射性物質(zhì)（如鈾和鐳）中發(fā)射出來的快速運動的粒子，質(zhì)量為氫原子質(zhì)量的4倍、電子質(zhì)量的7300倍。1、α粒子2、實驗裝置：③M顯微鏡帶有光屏S，可以在水平而內(nèi)轉(zhuǎn)到不同的方向?qū)ι⑸涞摩亮Ｗ舆M行觀察。①R是被鉛塊包圍的α粒子源②F是金箔：接收α粒子的轟擊為什么用金？金的延展性好，核電荷量大，核質(zhì)量大。

當α粒子打到金箔時，發(fā)生了α粒子的散射。統(tǒng)計散射到各個方向的α粒子所占的比例，可以推知原子中電荷的分布情況。3、實驗現(xiàn)象（1）絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，與原來的運動方向偏離不多（2）少數(shù)α粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)（3）極少數(shù)α粒子的偏轉(zhuǎn)超過90°（1/8000）（4）個別α粒子被反彈回來（1/20000）4、對α粒子散射實驗的解釋⑴大角度的偏轉(zhuǎn)不可能是電子造成的

因為電子的質(zhì)量只有α粒子的

，它對α粒子速度的大小和方向的影響就像灰塵對槍彈的影響，完全可以忽略。4、對α粒子散射實驗的解釋①J.J.湯姆孫的模型無法解釋大角度散射的實驗結(jié)果。②占原子質(zhì)量絕大部分的帶正電的物質(zhì)集中在很小的空間范圍。這樣才會使α粒子在經(jīng)過時受到很強的斥力，使其發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)。⑵α粒子偏轉(zhuǎn)主要是具有原子的大部分質(zhì)量的帶正電部分造成的正電荷集中在原子內(nèi)部很小的一個區(qū)域原子中的什么物質(zhì)把帶正電的α粒子彈回來了？為什么有個別的α粒子被反彈了回來？極個別α粒子被反彈回來（1/20000）集中正電荷的區(qū)域質(zhì)量也很大通過嚴謹?shù)睦碚撏茖В?911年盧瑟福發(fā)表了原子的核式結(jié)構(gòu)模型原子核式結(jié)構(gòu)模型三1、盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型⑶帶負電的電子在核外空間繞著核旋轉(zhuǎn)做圓周運動⑴在原子的中心有一個體積很小、帶正電荷的核，叫做原子核⑵原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里2、核式結(jié)構(gòu)模型模擬的實驗結(jié)果FFFα粒子穿過金屬箔片的過程中受到金屬原子核的庫侖斥力。由于原子核相當小，大部分α粒子離原子核較遠，受到的庫侖斥力很弱，因而運動方向的改變就很??；只有當α粒子十分接近原子核時，才會受到很強的庫侖斥力作用而發(fā)生大角度散射。α粒子++++++3、核式結(jié)構(gòu)模型對于α粒子散射實驗現(xiàn)象的理論解釋原子的核式結(jié)構(gòu)模型有些類似太陽系，原子核猶如太陽，電子猶如行星，所以也被稱為原子的“行星模型”。盧瑟福模型標志著人類對原子結(jié)構(gòu)的認識邁出了一大步。核半徑的數(shù)量級為10-15m原子半徑的數(shù)量級是10-10m4、原子的核式結(jié)構(gòu)模型的理解

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。舉一個簡單的例子：體育場原子原子核原子半徑：10-10m原子核半徑：10-15m原子核式結(jié)構(gòu)模型的局限性四核式結(jié)構(gòu)模型的局限性

盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型能夠很好地解釋α粒子散射實驗現(xiàn)象，但不能解釋原子的穩(wěn)定性的原子光譜是特征光譜。面對這些問題，盧瑟福的學生、丹麥物理學家波爾進行了深刻的思考，發(fā)展了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。1、下列關(guān)于原子模型及其建立過程敘述正確的是（

）A．陰極射線是電子流，J.J.湯姆孫測出了電子的比荷，并精確測定了電子電荷量B．J.J.湯姆孫認為原子是一個球體，正電荷彌漫性地均勻分布于球內(nèi)，電子鑲嵌其中;該理論無法解釋α粒子散射現(xiàn)象，后被盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型所取代C．通過α粒子散射實驗可以估算出原子核尺度數(shù)量級為10-10mD．盧瑟福根據(jù)α粒子散射實驗指出原子的全部正電荷和全部質(zhì)量都集中在一個很小的區(qū)域——原子核B2、關(guān)于原子的核式結(jié)構(gòu)學說，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強相互作用力C．原子的全部負電荷和質(zhì)量都集中在原子核里D．原子核的直徑約是10-10mA3、下列關(guān)于陰極射線的說法正確的是A.陰極射線是高速的質(zhì)子流B.陰極射線可以用人眼直接觀察到C.陰極射線是高速運動的電子流D.陰極射線是電磁波√解析陰極射線是高速運動的電子流，人們只有借助于它與物質(zhì)相互撞擊時，使一些物質(zhì)發(fā)出熒光等現(xiàn)象才能觀察到，故選項C正確，A、B、D錯誤.4、(多選)如圖1所示是J.J.湯姆孫的氣體放電管的示意圖，下列說法中正確的是A.若在D1、D2兩極板之間不加電場和磁

場，則陰極射線應打到最右端的中心

P1點B.若在D1、D2兩極板之間僅加上豎直向下的電場，則陰極射線應向下偏轉(zhuǎn)C.若在D1、D2兩極板之間僅加上豎直向下的電場，則陰極射線應向上偏轉(zhuǎn)D.若在D1、D2兩極板之間僅加上垂直紙面向里的磁場，則陰極射線不偏轉(zhuǎn)√圖1√解析陰極射線是電子流，當D1、D2兩極板之間不加電場和磁場時，因電子所受的重力可以忽略不計，陰極射線不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，將打到最右端的中心P1點，選項A正確.陰極射線在電場中偏轉(zhuǎn)時應偏向D