《教科版高中物理选修（3-5）第二章 第2节《原子的核式结构模型》ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《教科版高中物理选修（3-5）第二章 第2节《原子的核式结构模型》ppt课件（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2节原子的核式结构模型 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 第2节 课前自主学案 课标定位 课标定位 1 知道 粒子散射实验的现象 2 知道卢瑟福的原子核式结构模型的主要内容 理解模型提出的主要思想 3 知道原子核的核电荷数的意义及原子核的尺度 4 了解原子的核式结构模型与经典理论的矛盾 课前自主学案 一 汤姆孙的原子模型1904年 汤姆孙提出了 枣糕模型 假想正电荷构成一个 的球体 电子 浸浮 其中 并分布在一些特定的 或 上 密度均匀 同心圆 球壳 二 粒子散射实验1 实验结果 1 粒子穿过金箔后 基本沿原方向前进 2 粒子发生大角度偏转 偏转角甚至大于90 3 个别 粒子的偏转角
2、甚至接近180 2 卢瑟福通过 粒子散射实验 否定了汤姆孙的原子模型 建立了 模型 绝大多数 少数 核式结构 三 原子的核式结构模型1 卢瑟福提出了新的原子结构模型 他设想在原子中间有一个体积很小 带 的核 而电子在核外绕核运动 这种结构称为原子的 核式结构模型 2 原子的核式结构模型能很好地解释 粒子散射实验现象 正电荷 四 原子的核式结构模型与经典理论的矛盾1 按照经典理论 核式结构模型中电子轨道半径会逐渐减小 最后坠入原子核内 这与事实不符 2 按照经典理论 电子绕核运动所辐射的电磁波是连续的 这与事实不符 提示 由于 粒子的质量远大于电子质量 电子不可能使其发生大角度偏转 产生大角度偏
3、转的原因应该是原子核 由于原子核非常小 入射的 粒子绝大多数距原子核很远 只有极少数 粒子遇到或靠近原子核 由于其库仑斥力而使 粒子发生大角度偏转 由 粒子散射现象可知 原子核非常小 能够使 粒子发生大角度偏转 说明原子核聚集了原子的绝大部分质量 核心要点突破 一 对 粒子散射实验的进一步分析1 实验装置 如图2 2 1所示 由放射源 金箔 荧光屏等组成 图2 2 1 2 实验现象及思考 1 现象 绝大多数 粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进 但是有少数 粒子发生了较大角度的偏转 极少数 粒子偏转角度超过90 有的几乎达到180 沿原路返回 2 分析 按照汤姆孙的原子结构模型 带正电的物质
4、均匀分布 带负电的电子质量比 粒子的质量小得多 粒子碰到电子就像子弹碰到一粒尘埃一样 其运动方向不会发生什么改变 但实验结果出现了像一枚炮弹碰到一层薄薄的纸被反弹回来的这一不可思议的现象 3 结果 卢瑟福通过分析 否定了汤姆孙的原子结构模型 提出了核式结构模型 3 原子的核式结构 在原子的中心有一个很小的核 叫做原子核 原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内 电子在原子核外绕核运转 特别提醒 在处理电子绕原子核运转的有关问题时 一般认为电子绕原子核做匀速圆周运动 电子与原子核的库仑力充当向心力 由此可利用相关知识列方程求解某些问题 而电子之间的库仑力与电子与核间的库仑力相比微不足道而不
5、予考虑 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 根据汤姆孙原子模型预测 粒子散射实验的结果是 A 绝大多数 粒子穿过金箔后都有显著偏转B 大多数 粒子穿过金箔后都有小角度偏转C 极少数 粒子偏转角很大 有的甚至沿原路返回D 不可能有偏转角很大的 粒子 更不可能沿原路返回 解析 选BD 由于汤姆孙模型认为正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内 粒子通过金箔时都要受到正电荷的作用 且作用力较小 绝大多数 粒子不可能有显著偏转 A错误 B正确 由于正电荷的均匀分布 穿过原子的 粒子受到的力很小 不可能有 粒子发生大角度偏转或沿原路返回 故C错误 D正确 二 两种模型对 粒子散射现象的分析1 汤姆孙模型对 粒子
6、散射现象的分析 1 分布情况 正电荷和原子质量是均匀分布的 2 受力情况 两侧正电荷对 粒子的库仑斥力有相当一部分相互抵消 使 粒子偏转的库仑合力不会很大 3 偏转情况 不会发生很大偏转 更不会弹回 4 分析结论 汤姆孙模型的分析不符合 粒子散射的实际情况 2 卢瑟福的核式结构模型对 粒子散射分析 1 分布情况 正电荷和几乎全部质量集中在原子核内 原子中绝大部分是空的 2 受力情况 少数 粒子靠近原子核时 受到的库仑斥力大 大多数 粒子离原子核较远 受到的库仑斥力较小 3 偏转情况 少数 粒子发生大角度偏转 甚至被弹回 绝大多数 粒子运动方向不会明显变化 因为电子的质量相对于 粒子很小 如果
7、粒子几乎正对着原子核射来 偏转角就几乎达到180 这种机会极少 如图2 2 2所示 图2 2 2 4 分析结论 核式结构模型符合 粒子散射的实际情况 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 关于 粒子散射实验 下述不正确的是 A 粒子发生大角度散射的原因是原子中分布着正电荷B 粒子发生大角度散射的原因是原子中原子核的作用C 只有少数 粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上D 相同条件下 换用原子序数越小的物质做实验 沿同一偏转角散射的 粒子越少 解析 选A 原子显电中性 而电子带负电 所以原子中一定存在带正电的物质 但是汤姆孙的原子模型就不能解释 粒子的散射现象
8、 所以 粒子大角度散射的主要原因不能直接说是原子中正电荷的作用 而是正电荷集中在原子核中的原因 所以A错误 B正确 只有少数 粒子发生大角度散射的结果证明原子存在一个集中所有正电荷和几乎所有质量的很小的原子核 即C正确 使 粒子发生大角度散射的原因是受到原子核的库仑斥力 所以为使散射实验现象更明显 应采用原子序数大的金箔 若改用原子序数小的物质做实验 粒子受到原子核的库仑斥力小 发生大角度散射的 粒子少 所以D正确 故选A 课堂互动讲练 图2 2 3 A 在A位置时 相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B 在B位置时 相同时间内观察到屏上的闪光次数只比在A位置时稍少些C 在C D位置时 屏上观察
9、不到闪光D 在D位置时 屏上仍能观察到一些闪光 但次数极少 精讲精析 粒子通过金箔时 绝大多数不发生偏转 仍沿原来的方向前进 在A位置处观察到屏上的闪光次数最多 A正确 少数发生较大的偏转 在B位置观察到屏上的闪光次数比A位置应少很多 而不是稍少一些 B错误 极少数偏转角超过90 有的偏转角几乎达到180 在C D位置时 屏上仍能观察到一些闪光 但次数极少 C错误 D正确 答案 AD 方法总结 粒子散射实验中的现象应注意 绝大多数 少数 极少数 粒子的行为 大角度偏转 只是少数粒子的行为 也可以从核式结构的模型反过来理解实验现象 有助于加深对问题的认识和理解 变式训练1卢瑟福对 粒子散射实验的
10、解释是 A 使 粒子产生偏转的力主要是原子中电子对 粒子的作用力B 使 粒子产生偏转的力是库仑力C 原子核很小 粒子接近它的机会很小 所以绝大多数的 粒子仍沿原来的方向前进D 能产生大角度偏转的 粒子是穿过原子时离原子核近的 粒子 解析 选BCD 原子核带正电与 粒子间存在库仑力 当 粒子靠近原子核时受库仑力而偏转 故B对 A错 由于原子核非常小 绝大多数粒子经过时离核较远因而运动方向几乎不变 只有离核很近的 粒子受到的库仑力较大 方向改变较多 故C D对 答案 2 7 10 14m 变式训练2根据 粒子散射实验 卢瑟福提出了原子的核式结构模型 图2 2 4中虚线表示原子核所形成的电场的等势线 实线表示一个 粒子的运动轨迹 在 粒子从a运动到b 再运动到c的过程中 下列说法中正确的是 图2 2 4 A 动能先增大 后减小B 电势能先减小 后增大C 电场力先做负功 后做正功 总功等于零D 加速度先变小 后变大 解析 选C 粒子与原子核存在排斥的库仑力 粒子从a运动到b的过程中 库仑力做负功 粒子从b运动到c的过程中 库仑力做正功 因此动能先减小后增大 电势能先增大后减小
