人教版高二物理选修3-5 18.2《原子的核式结构》课件（28张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高二物理选修3-5 18.2《原子的核式结构》课件（28张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 7.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-06-11 09:38:38 | ||
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文档简介
(共28张PPT)
2
原子的核式结构模型
第十八章
原子结构
历史回顾
J.J.汤姆孙，1857-1940，英国物理学家，电子的发现者。
因通过气体电传导性的研究，测出电子的电荷与质量的比值，1906年获诺贝尔物理学奖。
思考：那么，这两种带电物质是怎样构成原子的呢？
十九世纪末，汤姆孙通过实验得出阴极射线是_______________。
高速电子流
电子的质量
质子质量约为电子质量的
1836倍
电子
正电荷
原子是一个球体，正电荷均匀分布在球体中，电子镶嵌在正电荷之中，就象枣点缀在一块蛋糕里一样，所以又被人们称为“枣糕模型”。
一、汤姆孙的原子模型
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，使欧洲大陆上的物理学家都拜倒在他们的脚下。
从经典物理学的角度看，汤姆孙的模型是很成功的。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厘米。
研究方法：利用高能的粒子撞击原子
卢瑟福
分析实验现象
认识原子的内部结构
卢瑟福
1909～1911年，卢瑟福、盖革和马斯顿的α粒子散射实验。
1.实验目的
2.实验方法和器材
3.实验过程
4.实验现象及分析
5.实验结论
二、α粒子散射实验
α粒子：带两个单位正电荷，质量约是氢原子质量的4倍，约是电子质量的7300倍
2、实验器材
放射源：放射性元素钋（Po）放出α粒子；
金
箔：作为靶子，厚度极小，可达1μm；
荧光屏：α粒子打在上面发出闪光；
显微镜：能够绕金箔在水平面内运动；
α
粒子：从放射源射出来的α
粒子动能很大，打到荧光屏上能产生一个亮斑，可用显微镜观察
为什么用金？
整个装置放在一个抽真空的容器内
金的延展性好，
核电荷量大，
核质量大。
3、实验过程
整个观察过程是十分艰苦的，所用时间也相当长
你能总结出实验现象吗？
4、实验现象及分析
1、绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进；
2、少数
α粒子发生了较大的偏转；
（约占8000分之一）
极少数α粒子的偏转超过90°；
3、有的（个别）甚至几乎达到180°；
（几乎被“撞了回来”）
卢瑟福对于上述实验的结果感到十分惊奇，他说：“这是我一生中从未有的最难以置信的事，它好比你对一张纸发射炮弹，结果被弹回来而打到自己身上……”
为什么会这样说？汤姆逊枣糕原子模型能否解释这种现象？
4、实验现象及分析
（1）
α粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞后造成的？
（2）按照枣糕模型，
α粒子出现大角度散射有没有可能是原子中正电荷造成的？
卢瑟福根据他的导师汤姆生模型计算的结果：
电子质量很小，对α粒子的运动方向不会发生明显影响；由于正电荷均匀分布，α粒子穿过金箔时所受库仑力的合力也很小，散射角不超过零点几度，发生大角度偏转的概率几乎是零．
枣糕模型无法解释α粒子散射实验现象！
1、绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进；
2、少数α粒子发生了较大的偏转；
极少数α粒子的偏转超过90°；
3、有的（个别）甚至几乎达到180°；
说明原子中绝大部分是空的。
可见α粒子受到较大的库仑力作用。
电量和质量分布范围很小，集中在一个核上。
你认为原子中的正电荷和质量应如何分布？
5、实验结论
新的理论：
原子具有核式结构
1、在原子中心有一个很小的核，叫原子核．
2、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里．
3、带负电的电子在核外空间绕着核旋转．
三、原子的核式模型
原子的核式模型可以成功解释实验现象
原子的核式模型可以成功解释实验现象
根据卢瑟福的原子核式模型和α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，还可以估计出原子核的大小。
（1）原子的半径约为10-10m、原子核半径约是10-15m，原子核的体积只占原子的体积的十万分之一。
四、原子核的尺度与电荷
体育场
原子核的尺度
原子
原子核
α粒子散射实验的应用
（2）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。
（3）电子绕核旋转所需向心力就是核对它的库仑力。
质子
中子
核子
质子数
电荷数
原子核的组成
1919年，卢瑟福用粒子轰击氮核，得到了质子，进而猜想原子核内存在不带电的中子，这一猜想10年后被他的学生查德威克用实验证实，并得到公认．
电荷数
Z
=质子数=原子序数
质量数
A
=核子数
=质子数+中子数
H的三种同位素：
元素符号表示：
课堂小结
1、α粒子散射实验装置、现象、意义
2、卢瑟福原子核式结构模型
3、原子核与原子大小的数量级
4、物理研究的过程
现象
总结规律
建立模型
实验检验
解释现象
1.在用α粒子轰击金箔的实验中，卢瑟福观察到的α粒子的运动情况是（
）
A、全部α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进
B、绝大多数α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，少数发生较大偏转，极少数甚至被弹回
C、少数α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，绝大多数发生较大偏转，甚至被弹回
D、全部α粒子都发生很大偏转
B
练
习
2.卢瑟福α粒子散射实验的结果（
）
A、证明了质子的存在
B、证明了原子核是由质子和中子组成的
C、说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上
D、说明原子的电子只能在某些不连续的轨道上运动
C
3.
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
4.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
今日作业：
课本P53
问题与练习
本节《学案导学》
2
原子的核式结构模型
第十八章
原子结构
历史回顾
J.J.汤姆孙，1857-1940，英国物理学家，电子的发现者。
因通过气体电传导性的研究，测出电子的电荷与质量的比值，1906年获诺贝尔物理学奖。
思考：那么，这两种带电物质是怎样构成原子的呢？
十九世纪末，汤姆孙通过实验得出阴极射线是_______________。
高速电子流
电子的质量
质子质量约为电子质量的
1836倍
电子
正电荷
原子是一个球体，正电荷均匀分布在球体中，电子镶嵌在正电荷之中，就象枣点缀在一块蛋糕里一样，所以又被人们称为“枣糕模型”。
一、汤姆孙的原子模型
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，使欧洲大陆上的物理学家都拜倒在他们的脚下。
从经典物理学的角度看，汤姆孙的模型是很成功的。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厘米。
研究方法：利用高能的粒子撞击原子
卢瑟福
分析实验现象
认识原子的内部结构
卢瑟福
1909～1911年，卢瑟福、盖革和马斯顿的α粒子散射实验。
1.实验目的
2.实验方法和器材
3.实验过程
4.实验现象及分析
5.实验结论
二、α粒子散射实验
α粒子：带两个单位正电荷，质量约是氢原子质量的4倍，约是电子质量的7300倍
2、实验器材
放射源：放射性元素钋（Po）放出α粒子；
金
箔：作为靶子，厚度极小，可达1μm；
荧光屏：α粒子打在上面发出闪光；
显微镜：能够绕金箔在水平面内运动；
α
粒子：从放射源射出来的α
粒子动能很大，打到荧光屏上能产生一个亮斑，可用显微镜观察
为什么用金？
整个装置放在一个抽真空的容器内
金的延展性好，
核电荷量大，
核质量大。
3、实验过程
整个观察过程是十分艰苦的，所用时间也相当长
你能总结出实验现象吗？
4、实验现象及分析
1、绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进；
2、少数
α粒子发生了较大的偏转；
（约占8000分之一）
极少数α粒子的偏转超过90°；
3、有的（个别）甚至几乎达到180°；
（几乎被“撞了回来”）
卢瑟福对于上述实验的结果感到十分惊奇，他说：“这是我一生中从未有的最难以置信的事，它好比你对一张纸发射炮弹，结果被弹回来而打到自己身上……”
为什么会这样说？汤姆逊枣糕原子模型能否解释这种现象？
4、实验现象及分析
（1）
α粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞后造成的？
（2）按照枣糕模型，
α粒子出现大角度散射有没有可能是原子中正电荷造成的？
卢瑟福根据他的导师汤姆生模型计算的结果：
电子质量很小，对α粒子的运动方向不会发生明显影响；由于正电荷均匀分布，α粒子穿过金箔时所受库仑力的合力也很小，散射角不超过零点几度，发生大角度偏转的概率几乎是零．
枣糕模型无法解释α粒子散射实验现象！
1、绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进；
2、少数α粒子发生了较大的偏转；
极少数α粒子的偏转超过90°；
3、有的（个别）甚至几乎达到180°；
说明原子中绝大部分是空的。
可见α粒子受到较大的库仑力作用。
电量和质量分布范围很小，集中在一个核上。
你认为原子中的正电荷和质量应如何分布？
5、实验结论
新的理论：
原子具有核式结构
1、在原子中心有一个很小的核，叫原子核．
2、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里．
3、带负电的电子在核外空间绕着核旋转．
三、原子的核式模型
原子的核式模型可以成功解释实验现象
原子的核式模型可以成功解释实验现象
根据卢瑟福的原子核式模型和α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，还可以估计出原子核的大小。
（1）原子的半径约为10-10m、原子核半径约是10-15m，原子核的体积只占原子的体积的十万分之一。
四、原子核的尺度与电荷
体育场
原子核的尺度
原子
原子核
α粒子散射实验的应用
（2）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。
（3）电子绕核旋转所需向心力就是核对它的库仑力。
质子
中子
核子
质子数
电荷数
原子核的组成
1919年，卢瑟福用粒子轰击氮核，得到了质子，进而猜想原子核内存在不带电的中子，这一猜想10年后被他的学生查德威克用实验证实，并得到公认．
电荷数
Z
=质子数=原子序数
质量数
A
=核子数
=质子数+中子数
H的三种同位素：
元素符号表示：
课堂小结
1、α粒子散射实验装置、现象、意义
2、卢瑟福原子核式结构模型
3、原子核与原子大小的数量级
4、物理研究的过程
现象
总结规律
建立模型
实验检验
解释现象
1.在用α粒子轰击金箔的实验中，卢瑟福观察到的α粒子的运动情况是（
）
A、全部α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进
B、绝大多数α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，少数发生较大偏转，极少数甚至被弹回
C、少数α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，绝大多数发生较大偏转，甚至被弹回
D、全部α粒子都发生很大偏转
B
练
习
2.卢瑟福α粒子散射实验的结果（
）
A、证明了质子的存在
B、证明了原子核是由质子和中子组成的
C、说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上
D、说明原子的电子只能在某些不连续的轨道上运动
C
3.
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
4.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
今日作业：
课本P53
问题与练习
本节《学案导学》