物理选修3-5人教版18.2原子的核式结构模型（共16张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理选修3-5人教版18.2原子的核式结构模型（共16张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.8MB | ||
| 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 | 2021-03-17 14:22:03 | ||
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文档简介
(共16张PPT)
汤姆孙的原子模型：
原子是一个球体；正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中。
电子
正电荷
西瓜（枣糕）模型
一、汤姆孙的原子模型（1898年）
1903年勒纳德电子束实验：
?
操作：使电子束射到金属膜上
现象：较高速度的电子束很容易穿透原子
结论：原子内部很空，或者说原子不是一个实心球体
汤姆孙的原子模型与实验现象不符
如果我们想看看西瓜内部的样子，我们可以切开它进行观察。但原子的尺度小，结构非常紧密。我们可以采取什么样的方法来研究微观粒子的内部结构呢？
英籍物理学家卢瑟福认为，要了解原子里到底有什么东西，最好用“炮弹”——
α粒子打到原子里面去试探一下。
α粒子特性：
（1）具有足够的能量可以接近原子中心
（2）可使荧光物质发光
氦原子核
1909～1911年，英国物理学家卢瑟福指导他的学生盖革和马斯顿进行了α粒子散射实验
真空
放射源
高速α粒子
金箔
可转动的带有荧光屏的放大镜
荧光屏
二、α
粒子散射实验
真空
放射源
高速α粒子
金箔
可转动的带有荧光屏的放大镜
荧光屏
当
α
粒子打到金箔时，由于金原子中的带电粒子对
α
粒子有库仑力的作用，一些
α
粒子的运动方向改变，也就是发生了
α
粒子的散射。统计散射到各个方向的
α
粒子所占的比例，可以推知原子中电荷的分布情况。
绝大多数
α
粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，
但有少数
α
粒子（约占八千分之一）发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于900
，也就是说它们几乎被“撞了回来”。
（1）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）粒子出现大角度散射有没有可能是原子中正电荷造成的？
【思考】
1.按汤孙枣糕原子模型，能否解释以下两个问题？
大角度的偏转不可能是电子造成的，因为它的质量只有
α
粒子的1/7300，它对
α
粒子速度的大小和方向的影响就像灰尘对枪弹的影响，完全可以忽略。
造成
α
粒子偏转的主要原因是具有原子的大部分质量的带正电部分的作用。而按照汤姆孙模型，正电荷是均匀地分布在原子内的，α
粒子穿过原子时受到的各方向正电荷的斥力基本上会相互平衡，因此对
α
粒子运动的影响不会很大。所以，汤姆孙模型无法解释大角度散射的实验结果。
(1)绝大多数粒子不偏移
(2)少数粒子发生较大偏转
(3)极少数粒子偏转甚至大于900
，也就是说它们几乎被“撞了回来”
2.你认为原子中的正电荷应如何分布，才有可能在α粒子散射实验中出现以下现象？
说明是它们运动过程中没有受到带正电的物质的斥力作用，说明原子内几乎是“空”的
说明带正电的物质对它们产生了库仑斥力的作用
说明它们和带正电的物质发生了很大的作用力，
带正电的物质质量电量集中而且占据的空间很小。
三、
原子的核式结构模型
(1911年）
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里。
带负电的电子在核外空间绕着核旋转。
卢瑟福
当
α
粒子接近原子时，电子对它的影响仍如前述可以忽略，但是，正电体对它的作用就不同了。
因为正电体很小，当
α
粒子进入原子区域后，大部分离正电体很远，受到的库仑斥力很小，运动方向几乎不改变。
只有极少数
α粒子在穿过时距离正电体很近，因此受到很强的库仑斥力，发生大角度散射。
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，这一猜想被他的学生查德威克用实验证实，并得到公认。
质子
中子
原子核
质子数
核电荷数
1.原子核的电荷
核外电子数
原子序数
四、原子核的电荷和尺寸
2.原子核的尺寸
通常用核半径R表征核的大小。原子核的半径是无法直接测量的，一般通过其他粒子与核的相互作用来确定。α
粒子散射是估计核半径的最简单的方法。
对于一般的原子核，实验确定的核半径R的数量级为
10-15
m，而整个原子半径的数量级是
10-10
m，两者相
差十万倍之多。可见原子内部是十分“空旷”的。
B
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
C
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
BC
3.
当
α
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
(
)
原子和原子核
核
A
B
C
D
汤姆孙的原子模型：
原子是一个球体；正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中。
电子
正电荷
西瓜（枣糕）模型
一、汤姆孙的原子模型（1898年）
1903年勒纳德电子束实验：
?
操作：使电子束射到金属膜上
现象：较高速度的电子束很容易穿透原子
结论：原子内部很空，或者说原子不是一个实心球体
汤姆孙的原子模型与实验现象不符
如果我们想看看西瓜内部的样子，我们可以切开它进行观察。但原子的尺度小，结构非常紧密。我们可以采取什么样的方法来研究微观粒子的内部结构呢？
英籍物理学家卢瑟福认为，要了解原子里到底有什么东西，最好用“炮弹”——
α粒子打到原子里面去试探一下。
α粒子特性：
（1）具有足够的能量可以接近原子中心
（2）可使荧光物质发光
氦原子核
1909～1911年，英国物理学家卢瑟福指导他的学生盖革和马斯顿进行了α粒子散射实验
真空
放射源
高速α粒子
金箔
可转动的带有荧光屏的放大镜
荧光屏
二、α
粒子散射实验
真空
放射源
高速α粒子
金箔
可转动的带有荧光屏的放大镜
荧光屏
当
α
粒子打到金箔时，由于金原子中的带电粒子对
α
粒子有库仑力的作用，一些
α
粒子的运动方向改变，也就是发生了
α
粒子的散射。统计散射到各个方向的
α
粒子所占的比例，可以推知原子中电荷的分布情况。
绝大多数
α
粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，
但有少数
α
粒子（约占八千分之一）发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于900
，也就是说它们几乎被“撞了回来”。
（1）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）粒子出现大角度散射有没有可能是原子中正电荷造成的？
【思考】
1.按汤孙枣糕原子模型，能否解释以下两个问题？
大角度的偏转不可能是电子造成的，因为它的质量只有
α
粒子的1/7300，它对
α
粒子速度的大小和方向的影响就像灰尘对枪弹的影响，完全可以忽略。
造成
α
粒子偏转的主要原因是具有原子的大部分质量的带正电部分的作用。而按照汤姆孙模型，正电荷是均匀地分布在原子内的，α
粒子穿过原子时受到的各方向正电荷的斥力基本上会相互平衡，因此对
α
粒子运动的影响不会很大。所以，汤姆孙模型无法解释大角度散射的实验结果。
(1)绝大多数粒子不偏移
(2)少数粒子发生较大偏转
(3)极少数粒子偏转甚至大于900
，也就是说它们几乎被“撞了回来”
2.你认为原子中的正电荷应如何分布，才有可能在α粒子散射实验中出现以下现象？
说明是它们运动过程中没有受到带正电的物质的斥力作用，说明原子内几乎是“空”的
说明带正电的物质对它们产生了库仑斥力的作用
说明它们和带正电的物质发生了很大的作用力，
带正电的物质质量电量集中而且占据的空间很小。
三、
原子的核式结构模型
(1911年）
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里。
带负电的电子在核外空间绕着核旋转。
卢瑟福
当
α
粒子接近原子时，电子对它的影响仍如前述可以忽略，但是，正电体对它的作用就不同了。
因为正电体很小，当
α
粒子进入原子区域后，大部分离正电体很远，受到的库仑斥力很小，运动方向几乎不改变。
只有极少数
α粒子在穿过时距离正电体很近，因此受到很强的库仑斥力，发生大角度散射。
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，这一猜想被他的学生查德威克用实验证实，并得到公认。
质子
中子
原子核
质子数
核电荷数
1.原子核的电荷
核外电子数
原子序数
四、原子核的电荷和尺寸
2.原子核的尺寸
通常用核半径R表征核的大小。原子核的半径是无法直接测量的，一般通过其他粒子与核的相互作用来确定。α
粒子散射是估计核半径的最简单的方法。
对于一般的原子核，实验确定的核半径R的数量级为
10-15
m，而整个原子半径的数量级是
10-10
m，两者相
差十万倍之多。可见原子内部是十分“空旷”的。
B
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
C
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
BC
3.
当
α
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
(
)
原子和原子核
核
A
B
C
D