【优化方案】高二物理教科版选修3-5全册精品课件 第二章原子结构 第2节 原子的核式结构模型（共37张PPT）

课件37张PPT。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
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节课前自主学案课标定位课标定位1.知道α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、α粒子散射实验
1．实验结果
(1) ________α粒子穿过金箔后，基本沿原方向前进．
(2) ____α粒子发生大角度偏转，偏转角甚至大于90°.
(3)个别α粒子的偏转角甚至接近180°.
2．卢瑟福通过α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α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α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α粒子绝大多数距原子核很远．只有极少数α粒子遇到或靠近原子核，由于其库仑斥力而使α粒子发生大角度偏转，由α粒子散射现象可知，原子核非常小；能够使α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α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2－2－12．实验现象及思考
(1)现象：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大角度的偏转．极少数α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：带正电的物质均匀分布，带负电的电子质量比α粒子的质量小得多．α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α粒子散射实验的结果是(　　)
A．绝大多数α粒子穿过金箔后都有显著偏转
B．大多数α粒子穿过金箔后都有小角度偏转
C．极少数α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α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，α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α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α粒子受到的力很小，不可能有α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α粒子散射现象的分析
1．汤姆孙模型对α粒子散射现象的分析
(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α粒子的库仑斥力有相当一部分相互抵消．使α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α粒子散射的实际情况．2．卢瑟福的核式结构模型对α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：①少数α粒子靠近原子核时，受到的库仑斥力大；②大多数α粒子离原子核较远，受到的库仑斥力较小．(3)偏转情况：①少数α粒子发生大角度偏转，甚至被弹回；②绝大多数α粒子运动方向不会明显变化(因为电子的质量相对于α粒子很小)；③如果α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α粒子散射的实际情况．即时应用(即时突破，小试牛刀)
2．关于α粒子散射实验，下述不正确的是(　　)A．α粒子发生大角度散射的原因是原子中分布着正电荷
B．α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α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α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α粒子的散射现象，所以α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α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α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，α粒子受到原子核的库仑斥力小，发生大角度散射的α粒子少，所以D正确，故选A.课堂互动讲练 如图2－2－3为卢瑟福和他的助手们做α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，所观察到的现象，下列描述正确的是(　　)图2－2－3A．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【精讲精析】　α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】　α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α粒子散射实验的解释是(　　)
A．使α粒子产生偏转的力主要是原子中电子对α粒子的作用力
B．使α粒子产生偏转的力是库仑力
C．原子核很小，α粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进
D．能产生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子解析：选BCD.原子核带正电与α粒子间存在库仑力，当α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α粒子受到的库仑力较大，方向改变较多，故C、D对．【答案】　2.7×10－14 m变式训练2根据α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α粒子的运动轨迹．在α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2－2－4A．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.α粒子与原子核存在排斥的库仑力，α粒子从a运动到b的过程中，库仑力做负功，α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．