《高中物理 2.2原子核式结构模型课件 教科版选修3-5.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 2.2原子核式结构模型课件 教科版选修3-5.ppt（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、科学家不是依赖于个人的思想，而是综合了几千人的智慧，所有人都想一个问题，并且每个人都做它的部分工作，添加到正在建立起来的伟大知识大厦之中。 -卢瑟福 电子是原子的组成部分，电子是原子的组成部分，由于电子是带负电的，由于电子是带负电的，而原子又是中性的，因而原子又是中性的，因此推断出原子中还有带此推断出原子中还有带正电的物质，几乎占有正电的物质，几乎占有原子的全部质量。原子的全部质量。me=9.10910-31Kge=1.60210-19C历史回顾历史回顾J.J.汤姆孙，汤姆孙，1857-1940，英国物，英国物理学家，电子的发现者。理学家，电子的发现者。因通过气体电传导性的研究，测因通过气体电
2、传导性的研究，测出电子的电荷与质量的比值，出电子的电荷与质量的比值，1906年获诺贝尔物理学奖。年获诺贝尔物理学奖。思考：那么，这两思考：那么，这两种物质是怎样构成种物质是怎样构成原子的呢？原子的呢？汤姆孙的原子模型：汤姆孙的原子模型：原子是一个球体，正电荷原子是一个球体，正电荷均匀分布均匀分布在在整个球体内，电子整个球体内，电子镶嵌镶嵌其中。其中。汤姆孙的原子模型汤姆孙的原子模型枣糕模型枣糕模型 以汤姆孙为首的英国剑桥学派，在原子物理学上以汤姆孙为首的英国剑桥学派，在原子物理学上以汤姆孙为首的英国剑桥学派，在原子物理学上以汤姆孙为首的英国剑桥学派，在原子物理学上所取得的这些惊人成就，使欧洲大
3、陆上的物理学所取得的这些惊人成就，使欧洲大陆上的物理学所取得的这些惊人成就，使欧洲大陆上的物理学所取得的这些惊人成就，使欧洲大陆上的物理学家都拜倒在他们的脚下。他的学生卢瑟福也接受家都拜倒在他们的脚下。他的学生卢瑟福也接受家都拜倒在他们的脚下。他的学生卢瑟福也接受家都拜倒在他们的脚下。他的学生卢瑟福也接受了汤姆孙的原子模型，了汤姆孙的原子模型，了汤姆孙的原子模型，了汤姆孙的原子模型，19091909年卢瑟福建议其学生年卢瑟福建议其学生年卢瑟福建议其学生年卢瑟福建议其学生兼助手盖革和罗斯顿用兼助手盖革和罗斯顿用兼助手盖革和罗斯顿用兼助手盖革和罗斯顿用 粒子轰击金箔去粒子轰击金箔去粒子轰击金箔去粒
4、子轰击金箔去验证验证验证验证汤姆汤姆汤姆汤姆孙原子模型。孙原子模型。孙原子模型。孙原子模型。让我们来认识一下卢瑟福吧让我们来认识一下卢瑟福吧！从经典物理学的角度看，汤姆孙的模型是很从经典物理学的角度看，汤姆孙的模型是很成功成功成功成功的。的。 解释原子是电中性的，电子在原子里是怎样分布的，解释解释原子是电中性的，电子在原子里是怎样分布的，解释解释原子是电中性的，电子在原子里是怎样分布的，解释解释原子是电中性的，电子在原子里是怎样分布的，解释原子为什么会发光，能估计出原子的大小约为一亿分之一原子为什么会发光，能估计出原子的大小约为一亿分之一原子为什么会发光，能估计出原子的大小约为一亿分之一原子为
5、什么会发光，能估计出原子的大小约为一亿分之一厘米。厘米。厘米。厘米。1895年在新西兰大学毕业后，获得英国剑年在新西兰大学毕业后，获得英国剑桥大学的奖学金进入卡文迪许实验室，成桥大学的奖学金进入卡文迪许实验室，成为汤姆孙的研究生。提出原子结构的核式为汤姆孙的研究生。提出原子结构的核式模型，为原子结构的研究做出很大的贡献。模型，为原子结构的研究做出很大的贡献。1898年，在汤姆孙的推荐下，担任加拿大年，在汤姆孙的推荐下，担任加拿大麦吉尔大学的物理教授。麦吉尔大学的物理教授。 1907年返回英国出任曼彻斯特大学的物理年返回英国出任曼彻斯特大学的物理系主任。系主任。1919年接替退休的汤姆孙，担任卡
6、文迪许年接替退休的汤姆孙，担任卡文迪许实验室主任。实验室主任。1925年当选为英国皇家学会主席。年当选为英国皇家学会主席。1931年受封为纳尔逊男爵。年受封为纳尔逊男爵。1937年年10月月19日因病在剑桥逝世，与牛日因病在剑桥逝世，与牛顿和法拉第并排安葬，享年顿和法拉第并排安葬，享年66岁。岁。欧内斯特欧内斯特卢瑟福卢瑟福1871年年8月月30日生于新西日生于新西兰纳尔逊的一个手工业工兰纳尔逊的一个手工业工人家庭。并在新西兰长大。人家庭。并在新西兰长大。他进入新西兰的坎特伯雷他进入新西兰的坎特伯雷学院学习。学院学习。23岁时获得了三个学位岁时获得了三个学位（文学学士、文学硕士、（文学学士、文
7、学硕士、理学学士）。理学学士）。v科学成就科学成就1、他关于、他关于放射性的研究放射性的研究确立了放确立了放射性是发自原子内部的变化。为开射性是发自原子内部的变化。为开辟原子物理学做了开创性的工作。辟原子物理学做了开创性的工作。2、1909年起，卢瑟福根据年起，卢瑟福根据 粒子粒子散射试验现象提出原子核式结构模散射试验现象提出原子核式结构模型。把原子结构的研究引上了正确型。把原子结构的研究引上了正确的轨道，被誉为的轨道，被誉为原子物理学之父原子物理学之父。3、1919年，卢瑟福做了用年，卢瑟福做了用粒粒子轰击氮核的实验，从而子轰击氮核的实验，从而发现了质发现了质子。子。4、用粒子或、用粒子或射
8、线轰击原子核来射线轰击原子核来引起核反应引起核反应实现人工核反应实现人工核反应，成为，成为人们研究原子核和应用核技术的重人们研究原子核和应用核技术的重要手段。要手段。v桃李满天下桃李满天下在卢瑟福的悉心培养下，他的学生和助手在卢瑟福的悉心培养下，他的学生和助手有多人获得了诺贝尔奖金：有多人获得了诺贝尔奖金：v1921年，卢瑟福的助手索迪获诺贝尔化年，卢瑟福的助手索迪获诺贝尔化学奖；学奖；v1922年，卢瑟福的学生阿斯顿获诺贝尔年，卢瑟福的学生阿斯顿获诺贝尔化学奖；化学奖；v1922年，卢瑟福的学生玻尔获诺贝尔物年，卢瑟福的学生玻尔获诺贝尔物理奖；理奖；v1927年，卢瑟福的助手威尔逊获诺贝尔年
9、，卢瑟福的助手威尔逊获诺贝尔物理奖；物理奖；v1935年，卢瑟福的学生查德威克获诺贝年，卢瑟福的学生查德威克获诺贝尔物理奖；尔物理奖；v1948年，卢瑟福的助手布莱克特获诺贝年，卢瑟福的助手布莱克特获诺贝尔物理奖；尔物理奖；v1951年，卢瑟福的学生科克拉夫特和瓦年，卢瑟福的学生科克拉夫特和瓦耳顿，共同耳顿，共同获得诺贝尔物理奖；获得诺贝尔物理奖；v1978年，卢瑟福的学生卡皮茨获诺贝尔年，卢瑟福的学生卡皮茨获诺贝尔物理奖。物理奖。原子的核式结构原子的核式结构1.粒子射入金箔时难免会与电子碰撞，粒子射入金箔时难免会与电子碰撞，试估计这种碰撞对试估计这种碰撞对粒子速度影响的大小粒子速度影响的大小
10、？（？（粒子的质量约是电子质量的粒子的质量约是电子质量的7300倍）倍）2.按照汤姆孙的原子模型，正电荷按照汤姆孙的原子模型，正电荷均匀均匀的分布在整个原子球体内，请分析：的分布在整个原子球体内，请分析：粒子穿过金箔受到电荷的作用后，沿哪粒子穿过金箔受到电荷的作用后，沿哪些方向前进的可能性较大，最不可能沿些方向前进的可能性较大，最不可能沿哪些方向前进？哪些方向前进？同学们请思考下列问题同学们请思考下列问题(阅读教材阅读教材51页页) 粒子散射实验粒子散射实验粒子散射实验粒子散射实验1 1、绝大多数、绝大多数 粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进2 2、少数、少数 粒子发
11、生了较大的偏转粒子发生了较大的偏转3 3、极少数、极少数粒子的偏转超过粒子的偏转超过90904 4、有的甚至几乎达到、有的甚至几乎达到180 180 第一条现象说明，原子中绝大部分是空的；第一条现象说明，原子中绝大部分是空的；第二、三现象可看出，第二、三现象可看出， 粒子受到较大的库仑力作用；粒子受到较大的库仑力作用；第四条现象可看出，第四条现象可看出，粒子在原子中碰到了比他质量粒子在原子中碰到了比他质量大的多的东西大的多的东西结果分析：电子能否使电子能否使粒子大角度偏转？粒子大角度偏转？1 1微米厚的金箔内含微米厚的金箔内含30003000层原子层，层原子层，绝大多数绝大多数粒子穿过金箔仍沿
12、原方粒子穿过金箔仍沿原方向前进说明什么？向前进说明什么？少数少数粒子的大角度偏转甚至反弹粒子的大角度偏转甚至反弹是怎么造成的？是怎么造成的？请根据结果的分析动动你们手中的笔，展开你们的想象力试着画出你所认为的原子结构模型！（请不要吝啬你的草纸）原子的核式结构的提出原子的核式结构的提出在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核原原子子的的全全部部正正电电荷荷和和几几乎乎全全部部质质量量都都集集中中在在原原子核里子核里带负电的电子在核外空间绕着核运动带负电的电子在核外空间绕着核运动 粒粒粒粒子子子子穿穿穿穿过过过过原原原原子子子子时时时时，电电电电子子子子对对对对
13、 粒粒粒粒子子子子运运运运动动动动的的的的影影影影响响响响很很很很小小小小，影影影影响响响响 粒粒粒粒子子子子运运运运动动动动的的的的主主主主要要要要是是是是带带带带正正正正电电电电的的的的原子核。原子核。原子核。原子核。而而而而绝绝绝绝大大大大多多多多数数数数的的的的 粒粒粒粒子子子子穿穿穿穿过过过过原原原原子子子子时时时时离离离离核核核核较较较较远远远远，受受受受到到到到的的的的库库库库仑仑仑仑斥斥斥斥力力力力很很很很小小小小，运运运运动动动动方方方方向向向向几几几几乎乎乎乎没没没没有有有有改改改改变变变变，只只只只有有有有极极极极少少少少数数数数 粒粒粒粒子子子子可可可可能能能能与与与与
14、核核核核十十十十分分分分接接接接近近近近，受受受受到到到到较较较较大大大大的的的的库库库库仑仑仑仑斥斥斥斥力力力力，才才才才会会会会发发发发生生生生大大大大角角角角度度度度的的的的偏偏偏偏转转转转 。二二. 原子的核式结构的提出原子的核式结构的提出 2. 对对粒子散射实验现象粒子散射实验现象解释解释米米体育场体育场 根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分分“空旷空旷”的，举一个简单的例子：的，举一个简单的例子：原子（半径原子（半径10-10m）原子核原子核(半径半径10-15m） 原子的核式结构原子的核式结构原子的核式结构原子的核式结构米米卢瑟福原子的核
15、式结构模型的建立过程卢瑟福原子的核式结构模型的建立过程汤汤姆姆生生发发现现电电子子汤汤姆姆生生原原子子模模型型枣糕式枣糕式卢卢瑟瑟福福原原子子核核式式模模型型粒子散射实验粒子散射实验行星式行星式原子核的电荷与尺度原子核的电荷与尺度v根据卢瑟福的原子核式模型和根据卢瑟福的原子核式模型和粒子散射的实验粒子散射的实验数据，可以推算出各种元素原子核的电荷数，还数据，可以推算出各种元素原子核的电荷数，还可以估计出原子核的大小。可以估计出原子核的大小。v（1）原子的半径约为）原子的半径约为10-10米、原子核半径约是米、原子核半径约是10-15米，原子核的体积只占原子的体积的万亿米，原子核的体积只占原子的
16、体积的万亿分之一。分之一。v（2）原子核所带正电荷数与核外电子数以及该）原子核所带正电荷数与核外电子数以及该元素在周期表内的原子序数相等。元素在周期表内的原子序数相等。统计类型统计类型穿透金箔后粒子的行为穿透金箔后粒子的行为核式结构模型核式结构模型绝大多数绝大多数基本上仍沿原来方向前进基本上仍沿原来方向前进1.1.在原子的中心在原子的中心在原子的中心在原子的中心有一个很小的有一个很小的有一个很小的有一个很小的核，叫做原子核，叫做原子核，叫做原子核，叫做原子核核核核2.2.原子的全部正原子的全部正原子的全部正原子的全部正电荷和几乎全电荷和几乎全电荷和几乎全电荷和几乎全部质量都集中部质量都集中部质
17、量都集中部质量都集中在原子核里在原子核里在原子核里在原子核里3.3.带负电的电子带负电的电子带负电的电子带负电的电子在核外空间绕在核外空间绕在核外空间绕在核外空间绕着核旋转着核旋转着核旋转着核旋转少数少数发生了较大的偏转发生了较大的偏转极少数极少数偏转角超过偏转角超过90个别的甚至个别的甚至 被反弹回来（原路返回）被反弹回来（原路返回）课堂小结课堂小结:粒子散射实验现象及卢瑟福提出原子的核式结构模型粒子散射实验现象及卢瑟福提出原子的核式结构模型粒子散射实验现象及卢瑟福提出原子的核式结构模型粒子散射实验现象及卢瑟福提出原子的核式结构模型: :1 1、在、在a a粒子散射实验中，使少数粒子散射实验
18、中，使少数a a粒子发生大角度偏转的作粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对用力是原子核对a a粒子的（粒子的（ ）A A、万有引力、万有引力 B B、库仑力、库仑力 C C、磁场力、磁场力 D D、弹力、弹力2 2、在、在a a粒子散射实验中，如果一个粒子散射实验中，如果一个a a粒子跟金箔中的电子相碰，粒子跟金箔中的电子相碰，那么那么（ ）A Aa a粒子发生大角度偏转粒子发生大角度偏转 B Ba a粒子不发生明显偏转粒子不发生明显偏转C Ca a粒子被弹回粒子被弹回 D D以上都不对以上都不对B B B B 点拨：两个质量非常小的带电体之间的作用点拨：两个质量非常小的带电体之间的作用点拨：
19、动量知识点拨：动量知识质量很大的物体碰撞质量很小的物体质量很大的物体碰撞质量很小的物体3 3、否定汤姆孙原子模型的实验及其现象是（、否定汤姆孙原子模型的实验及其现象是（ ）A A在在a a粒子散射实验中，绝大多数粒子散射实验中，绝大多数a a粒子穿过金箔后，基本粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进上仍沿原来的方向前进B B在在a a粒子散射实验中，有少数粒子散射实验中，有少数a a粒子发生了大角度偏转，粒子发生了大角度偏转，有的偏转角度甚至大于有的偏转角度甚至大于9090C C在在a粒子散射实验中，个别粒子散射实验中，个别a粒子的偏转角甚至达到粒子的偏转角甚至达到180D D阴极射线可在磁
20、场或电场中偏转阴极射线可在磁场或电场中偏转BCBC 4、当、当粒子被重核散射时，如图所示的运动粒子被重核散射时，如图所示的运动轨迹哪些是不可能存在的轨迹哪些是不可能存在的答案：答案：BCv你能以讲故事的形式把这节课的内容说下吗？比比看谁讲的精彩！课堂练习：课堂练习：v1 1、提出原子核式结构模型的科学家是（、提出原子核式结构模型的科学家是（ ） A A、汤姆生、汤姆生 B B、玻尔、玻尔 C C、卢瑟福、卢瑟福 D D、查德威克、查德威克 Cv2 2、卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有（、卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有（ ） A A、原子的中心有个核，叫做原子核、原子的中心有个核，叫做原子
21、核 B B、原子的正负电荷都均匀分布在整个原子中、原子的正负电荷都均匀分布在整个原子中 C C、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里在原子核里 D D、带负电的电子在核外绕核旋转、带负电的电子在核外绕核旋转ACDv3 3、（、（9797全国）在卢瑟福的全国）在卢瑟福的 粒子散射实验中，有粒子散射实验中，有少数少数 粒子发生大角度偏转，其原因是（粒子发生大角度偏转，其原因是（ ） A A、原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小、原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上的核上 B B、正电荷在原子中是均匀分布的、正电荷在原子中是均匀分布的 C
22、 C、原子中存在着带负电的电子、原子中存在着带负电的电子 D D、原子只能处于一系列不连续的能量状态中、原子只能处于一系列不连续的能量状态中Av4 4、（、（20042004年广东综合）若用年广东综合）若用x x代表一个中性代表一个中性原子中核外的电子数，原子中核外的电子数，y y代表此原子的原子代表此原子的原子核内的质子数，核内的质子数，z z代表此原子的原子核内的代表此原子的原子核内的中子数，则对中子数，则对 的原子来说（的原子来说（ ） A A、x=90,y=90,z=234x=90,y=90,z=234 B B、x=90,y=90,z=144x=90,y=90,z=144 C C、x=144,y=144,z=90x=144,y=144,z=90 D D、x=234,y=234,z=324x=234,y=234,z=324Bv5 5、氢有三种同位素，分别是氕、氢有三种同位素，分别是氕 、氘、氘 、氚氚 ，则（，则（ ） A A、它们的质子数相等、它们的质子数相等 B B、它们的核外电子数相等、它们的核外电子数相等 C C、它们的核子数相等、它们的核子数相等 D D、它们的中子数相等、它们的中子数相等AB
