《高中物理人教选修35探究导学课件18.2原子的核式结构模型》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理人教选修35探究导学课件18.2原子的核式结构模型（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2 原子的核式结构模型,1.了解粒子散射实验原理和实验现象。 2.知道卢瑟福的原子核式结构模型的主要内容。 3.知道原子和原子核大小的数量级,原子核的电荷数。 4.领会卢瑟福提出原子核式结构模型的实验和思维过程,培养抽象思维能力和想象力。,一、汤姆孙的原子模型 1.建立“枣糕模型”的依据:电子的发现和原子呈_。 2.原子的“枣糕模型”:原子是一个球体,_弥漫性地均 匀分布在整个球体内,电子_其中。,电中性,正电荷,镶嵌,二、原子核式结构的建立 1.粒子散射实验: (1)粒子:从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子,带有 _单位的正电荷,质量为_质量的4倍、电子质量的 7300倍。 (2)实验结
2、果:_粒子穿过金箔后,基本上仍沿原方向 前进。_粒子发生大角度偏转,偏转角度甚至大于90, 几乎被“撞了回来”。,两个,氢原子,绝大多数,少数,(3)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。 2.卢瑟福的核式结构模型:原子中_的体积很小,但 几乎占有全部_,电子在正电体的外面运动。,核式结构,带正电部分,质量,三、原子核的电荷与尺度 1.原子核的组成:原子核是由带正电的_和不带电的_ 组成的。 2.原子核和原子的大小:,质子,中子,10-10,10-15,3.原子内的电荷关系:各元素的原子核的电荷数就是核中的 _,与原子的核外 _相等,非常接近它们的_ _。,质子数,电
3、子数,原子,序数,1.判一判: (1)原子核式结构模型能够说明原子内部电荷和质量的分布情 况。() (2)卢瑟福的原子核式结构模型是由电子的发现引入的。() (3)粒子散射实验否定了汤姆孙的“枣糕模型”,为卢瑟福的 原子的核式结构模型提供了依据。() (4)原子中大部分空间是空旷的,原子核的体积很小。(),提示:(1)。电子的发现说明原子是可分的,原子又呈电中性。所以,原子核式结构模型能够说明原子内部电荷和质量的分布情况。 (2)。卢瑟福的原子核式结构模型是建立在粒子散射实验基础上的。,(3)。粒子散射实验说明了原子内部大部分空间是空旷的,原子中带正电部分的体积很小,从而否定了汤姆孙的“枣糕模
4、型”,为卢瑟福的核式结构模型奠定了实验基础。 (4)。粒子散射实验说明了原子内部大部分空间是空旷的,原子中带正电的部分即原子核的体积很小。,2.想一想: 由原子的半径和原子核的半径数值可推知,原子核体积只占原 子体积的 其空旷程度可想而知。据此,你能否说明产生 粒子散射现象的原因?可得到怎样的启示?,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
5、大部分质量且带正电。,主题一 探究粒子散射实验 【问题探究】 1.如图是粒子散射实验的装置:,(1)该实验装置是由什么构成的? 提示:由粒子放射源、金箔、荧光屏(放大镜)等构成。 (2)实验装置各部分的作用是什么? 提示:放射源放出快速运动的粒子,粒子通过金箔时被散射,打在荧光屏上发出荧光,可通过带有荧光屏的放大镜进行观察,并可以在水平面内转动,观察不同方向和不同位置的通过金箔散射的粒子数量,并且整个装置封闭在真空内。,2.在粒子散射实验中通过放大镜观察到什么现象? 提示: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的偏转,偏转角度甚至大于90,也就是说它们几乎被
6、“撞了回来”,如图所示。,3.原子的核式结构模型的内容有哪些? 提示:(1)在原子中心有一个很小的核叫原子核,原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里。 (2)带负电的电子在核外空间绕核旋转。,4.卢瑟福认为粒子散射的原因是什么? 提示:粒子偏转的原因是库仑斥力影响的结果。 5.核式结构模型如何解释粒子散射实验的结果? 提示:(1)由于原子核很小,大多数粒子穿过金箔时都离核很远,受到的斥力很小,它们的运动几乎不受影响,几乎沿原来方向继续前进,不发生偏转。 (2)只有极少数粒子有机会与原子核接近,受到原子核较大的斥力而发生明显的偏转。,【探究总结】 粒子散射轨迹的两个特点 (1)在粒子散射
7、实验中粒子的受力特点:粒子受到原子核的万有引力和原子核的库仑斥力作用,由于库仑斥力远大于万有引力,在计算中只考虑受到的库仑斥力作用。,(2)在粒子散射实验中粒子的运动特点:在离原子核较远处,粒子近似做匀速直线运动。在粒子靠近原子核的运动过程中,库仑斥力随运动距离和运动方向的变化而变化,是变力。所以,粒子做变加速运动,当运动方向与粒子和原子核的连线不在同一方向上时,粒子做变加速曲线运动,受库仑斥力作用,曲线向原子核外侧弯曲且库仑斥力方向与速度方向分布于轨迹两侧。,【即时训练】 1.(多选)如图为卢瑟福和他的助手做粒子散射实验的装置示意图,荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时,
8、所观察到的现象,下列描述正确的是() 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,【解题探究】(1)“大角度偏转”只是_粒子的行为。 (2)_粒子运动方向不会明显变化。,少数,绝大多数,【解析】选A、D。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
9、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。,2.(多选)用粒子撞击金原子核发生散射,图中关于粒子的运动轨迹正确的是() A.a B.b C.c D.d,【解析】选C、D。粒子受金原子核的排斥力,方向沿两者的连线方向,运动轨迹弯向受力方向的一侧,A、B均错误;离原子核越近,粒子受到的斥力越大,偏转越大,C、D正确。,主题二 原子核 【问题探究】 1.原子核的电荷数如何推算?它与原子核的质子数、核外电子数、原子序数是什么关系? 提示:根据粒子散射实验的数据,可以算出靶元素原子核的电荷数,由原子的电中性,从而可推知核外的电子数。原子由原子核和核外电子组成。原子核由
10、质子和中子组成,原子核的电荷数等于核中的质子数。即核电荷数=核外电子数=质子数=原子序数。,2.原子核半径的数量级是多少?为什么说原子内部十分“空旷”? 提示:原子核半径的数量级为10-15m,原子半径的数量级为10-10m,两者相差十万倍之多,因此原子内部是十分“空旷”的。,3.试分析粒子靠近原子核和远离原子核过程中动能和电势能的变化情况? 提示:粒子被金原子核散射的过程一直受到原子核对粒子的库仑斥力作用,靠近过程库仑斥力做负功,粒子动能减小,电势能增大;远离过程库仑斥力做正功,粒子动能增大,电势能减小。,【探究总结】 理解建立核式结构模型的要点 (1)核外电子不会使粒子的速度发生明显改变。
11、 (2)汤姆孙模型不能解释粒子的大角度散射。 (3)少数粒子发生了大角度偏转,甚至反弹回来,表明这些粒子在原子中的某个地方受到了质量、电量均比它本身大得多的物体的作用。,(4)绝大多数粒子在穿过厚厚的金原子层时运动方向没有明显变化,说明原子中绝大部分是空的。原子的质量、电量都集中在体积很小的核上。,【即时训练】 1.卢瑟福的粒子散射实验结果表明了() A.原子核是可分的 B.原子核是由质子和中子组成的 C.原子是由均匀带正电的物质和带负电的电子构成的 D.原子内部有一个很小区域,集中了原子的全部正电荷和几乎全部的质量,【解题探究】(1)粒子散射实验结果表明原子是由_和 _组成的。 (2)_集中
12、了原子的全部正电荷和几乎全部的质量。,原子核,电子,原子核,【解析】选D。由粒子散射实验的结果可知,原子是可分的,它由原子核和电子组成;另外原子核集中了原子的全部正电荷和几乎全部的质量,故A、B错误,D正确;C项是汤姆孙提出的原子模型,故C错误。,2.(2014上海高考)不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是() A.原子中心有一个很小的原子核 B.原子核是由质子和中子组成的 C.原子质量几乎全部集中在原子核内 D.原子的正电荷全部集中在原子核内,【解析】选B。能用卢瑟福原子的核式结构得出的结论:在原子中心有一个很小的原子核,原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核内,带负电的电子在核外空间绕核旋转。而“原子核是由质子和中子组成的”结论并不能用卢瑟福原子的核式结构得出。,
