【新教材】高中物理选择性必修三--4.3原子的核式结构模型 同步精选课件（19页ppt）

(共19张PPT)
第
节
3
原子的核式结构模型
高中物理 选择性必修第三册
第四章
知道发现电子的意义，体会电子发现过程中蕴含的科学方法。
了解α粒子散射实验原理和实验现象。
了解卢瑟福的原子核式结构模型，知道原子和原子核大小的数量级。
认识原子核式结构模型建立的科学推理与理论过程。
学习目标
引入
科学家在研究稀薄气体放电时发现，当玻璃管内的气体足够稀薄时，阴极就发出一种射线。它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光，这种射线的本质是什么呢？
演示
如图所示，A为阳极，K为阴极，，管中十字状物体是一个金属片。接通电源后，可以观察到玻璃壁上淡淡的荧光及管中物体在玻璃壁上的投影。
1858年，德国物理学奖普吕克尔发现该现象。1876年，另一位德国物理学家戈德斯坦认为这是由于阴极发出的射线引起的，并把这种射线命名为阴极射线.
阴极射线本质？
电磁辐射？
带电微粒？
1.阴极射线
一 电子的发现
1909—1913年间，由密立根（美国，1868—1953实验物理学家）通过著名的”油滴实验“测出电子电荷的数值，1923年诺贝尔物理学奖.
1890年，英国物理学家J.J.汤姆孙（1856年—1940）年做了一系列实验。1897年，他断定阴极射线的本质是带负电的粒子流.将组成阴极射线的粒子称为电子，并求出了电子的比荷.
1)电子电量：e=1.60217733（49）×10-19C
2)电子质量：me=9.1093897（49）×10-31kg
2.电子的发现
3)电子比荷
3.电子发现意义
人们由此认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也有结构。
原子到底是什么样的呢？
原子是一个球体，正电荷弥漫性的均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中—枣糕模型.
勒纳德1903年做了一个实验，发现高速电子很容易穿透原子，原子不是一个实心球体.
勒纳德，1862—1947，德国物理学家，获得1905年诺贝尔物理学奖.
汤姆孙：
1.α粒子散射实验
卢瑟福，1871-1937，英国物理学家，1908年，卢瑟福获得诺贝尔化学奖.
实验装置
二 原子的核式结构模型
猜想
无大角度散射
实验现象
绝大多数α粒子沿原来方向前进
少数α粒子大角度偏转
极少数α粒子反弹回来
2.原子的核式结构模型
1）内容：
在原子中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转.
2）对α粒子散射实验的解释
①大部分α粒子穿过金箔时离核很远，受到的斥力很小，它们的运动几乎不受影响.
②少数α粒子从核附近飞过，明显受到原子核的库伦斥力而发生大角度的偏转.
③极少数α粒子撞到原子核而反弹.
三 原子核的电荷与尺度
1.电荷数与原子序数
由于原子是电中性的，原子核所带正电荷数等于电子数。
各种元素的原子核的电荷数，即原子内的电子数，非常接近它们的原子序数。
元素周期表中的各种元素是按原子中的电子数排列的。
原子核所带正电荷数 = 核外电子数 = 该元素在周期表内的原子序数
2.原子核的尺度
原子核式结构模型示意图
原子半径的数量级为10-10m
对于一般的原子核，实验确定的核半径数量级为10-15m
原子半径是原子核半径的约十万倍，原子的体积是原子核体积的1015倍
露珠
原子核
体育场
原子
2.原子核的尺度
本课小结
一、阴极射线
二、电子的发现
三、原子核式结构模型
1.卢瑟福α粒子散射实验
2.原子的核式结构模型
汤姆孙 密立根
当堂检测
1.［多选］一提起电子，人们就想起阴极射线管，如图所示，一只阴极射线管左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线AB，发现射线的轨迹往下偏，则（　　）
A.导线中的电流由A流向B
B.导线中的电流由B流向A
C.若要使电子束的轨迹往上偏，可以通过改变AB中的电流方向来实现
D.电子束的轨迹与AB中电流方向无关
BC
解析：阴极射线是高速电子流，由左手定则判断可知，管内磁场垂直纸面向里，由安培定则可知，AB中的电流由B流向A，且改变AB中的电流方向时可以使电子束的轨迹往上偏。
2. 电子所带电荷量最早是由美国物理学家密立根测得的，他根据实验中带电油滴悬浮在电场中，即油滴所受静电力和重力平衡，得出油滴的电荷量。某次实验中测得多个油滴所带电荷量Q如表所示（单位10-19 C），则下列说法正确的是（　　）
6.41 8.01 9.65 11.23 14.48 17.66 20.62 …
A.密立根通过实验发现了电子
B.密立根通过实验证明了电子带负电
C.在实验误差允许范围内，油滴所带电荷量之差相等
D.在实验误差允许范围内，油滴所带电荷量是1.6×10-19 C的整数倍
解析：分析这些数据可知油滴所带电荷量是元电荷的整数倍。密立根实验测得了元电荷的数值，即1.6×10-19 C，故选项D正确。
D
3. 如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况。下列说法中正确的是（　　）
A.在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多
B.在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光
C.卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似
D.α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹
解析:A错：放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多，说明大多数α粒子基本不偏转，可知金原子内部很“空旷”。
B错：放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数很少，说明少数α粒子发生大角度偏转，可知原子内部带正电的体积很小。
C对：用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似。
D错：主要原因是α粒子与金原子核间的库仑力作用，从而出现偏转。
C
4.如图所示是卢瑟福的α粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是（　　）
A.该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据
B.该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性
C.α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转
D.绝大多数的α粒子发生大角度偏转
解析：A对，D错：α粒子散射实验的现象是：绝大多数α粒子几乎不发生偏转；少数α粒子发生了较大角度的偏转；极少数α粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过90°，有的甚至几乎达到180°，被反弹回来），是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据。
B错：根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式结构模型的假设，从而否定了汤姆孙原子模型。
C错：发生α粒子偏转现象，主要是由于α粒子和原子核之间作用的结果。
A
5. 根据卢瑟福的原子核式结构模型，下列说法中正确的是（　　）
A.原子中的正电荷均匀分布在整个原子范围内
B.原子中的质量均匀分布在整个原子范围内
C.原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原子范围内
D.原子中的全部正电荷和几乎全部质量都集中在很小的区域内
解析：卢瑟福原子核式结构理论的主要内容：在原子的中心有一个很小的核，叫作原子核；原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。
D
甲　　　　　　　　　　乙
6.关于原子结构，汤姆孙提出葡萄干蛋糕模型、卢瑟福提出行星模型……都采用了类比推理的方法。下列事实中，主要采用类比推理的是（　　）
A.人们为便于研究物体的运动而建立的质点模型
B.伽利略从教堂吊灯的摆动中发现摆的等时性规律
C.库仑根据牛顿的万有引力定律提出库仑定律
D.托马斯·杨通过双缝干涉实验证实光是一种波
解析：模型可以帮助我们理解一些无法直接观察的事物，形象地类比有助于我们更好地认识事物的本质。质点模型是一种理想化的物理模型，是为研究物体的运动而建立的；伽利略的摆的等时性是通过自然现象发现的；托马斯·杨是通过实验证明光是一种波，是建立在事实的基础上的。
C
谢 谢！