第02节 原子的结构

课件19张PPT。第二节原子的结构原子结构之谜 1897年汤姆生用测定粒子荷质比的方法研究阴极射线时发现电子，电子的发现，对人类认识原子结构有重大的意义，使人们认识到组成物质的微粒——原子也具有复杂结构，揭开了研究原子结构的序幕。

原子呈电中性，既然原子中含有带负电的电子，那么肯定有另一部分带正电，且正电部分的电荷量与电子的电荷量相等。
设想：
你心目中的原子模型如何？正负部分怎样构成原子？汤姆生的葡萄干布丁模型例：
α粒子的质量是电子的7300倍，如果α粒子以速度v与电子发生弹性正碰（假定电子原来是静止的），求碰撞后α粒子的速度变化了多少？
解：设ɑ粒子的初速度为V，质量为M，与电子碰撞后速度为V1，电子的质量为m，与ɑ粒子碰撞后电子的速度为V2
动量守恒定律：MV=MV1+mV2
能 量 关 系：1/2MV 2 =1/2MV1 2 +1/2mV2 2
由上两式得碰撞后ɑ粒子的速度为：
V1 = (M－m)V/(M+m)
ɑ粒子速度变化量△V1 = V1－V = -2mV/(M+m)
将M = 7300m代入上式
△V1 = -2V / 7301 = -0.0003V
ɑ粒子速度变化万分之三，也就是不能发生明显偏转。 汤姆生的葡萄干布丁模型：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，只有α粒子质量的 1 / 7300 ， 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。
卢瑟福的α粒子散射实验出现了α粒子发生了大角度偏转甚至被弹回的现象。 绝大多数α粒子穿过金箔后仍能沿原来方向前进，少数α粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子偏转
角超过了90o,有的
甚至被弹回，偏转
角几乎达到180o。α粒子散射现象α粒子电子 a
粒
子
散
射
实
验α粒子散射现象 1907年卢瑟福等人通过?粒子对原子核的散射实验否定了汤姆逊模型
离中心越近散射角越大
卢瑟福：“这几乎就如你用15英寸炮弹射向一张手纸，结果它反回来击中了你一样不可思议”α粒子散射实验解释 卢瑟福根据α粒子散射实验，经过测定和计算，于1911年提出了原子的核式结构学说：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎所有的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。原子核所带的单位正电荷数等于核外的电子数。 按照原子的核式结构模型，由于原子核很小，大部分α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；只有极少数α粒子从原子核附近飞过，明显地受到原子核的库仑斥力而发生大角度的偏转。
原子核的电荷和大小 原子核的电荷数等于核外电子数，接近于原子序数
原子核半径的数量级为原子核的大小约为10-15 —10-14m。原子的半径大约是10-10m 课堂练习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粒子产生偏转的力主要是库仑力；
C. 原子核很小，α粒子接近它的机会很少，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。 BCD课堂练习2. 在α粒子散射实验中，如果一个α粒子跟金箔中的电子相撞，则( )
A. α粒子的动能和动量几乎没有损失。
B. α粒子将损失部分动能和动量。
C. α粒子不会发生显著的偏转。
D. α粒子将发生较大角度的偏转。
AC课堂练习3. 如图所示卢瑟福α粒子散射实验的原子核和两个
α粒子的径迹，其中可能正确的是（ ）
A