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1、原子的核式结构模型1第1页，共25页，编辑于2022年，星期五历史回顾历史回顾J.J.汤姆孙，汤姆孙，1857-1940，英国物理，英国物理学家，电子的发现者。因通过气体电学家，电子的发现者。因通过气体电传导性的研究，测出电子的电荷量与传导性的研究，测出电子的电荷量与质量的比值，质量的比值，1906年获诺贝尔物理年获诺贝尔物理学奖学奖分子是原子的组成部分，由于分子是原子的组成部分，由于电子是带负电的，而原子又是电子是带负电的，而原子又是中性的，因此推断出原子中还中性的，因此推断出原子中还有带正电的物质，几乎占有原有带正电的物质，几乎占有原子的全部质量。子的全部质量。me=9.109*10me=
2、9.109*10-31-31KgKg e=1.602*10 e=1.602*10-19-19C C思考：那么，这两思考：那么，这两种物质是怎样构成种物质是怎样构成原子的呢？原子的呢？2第2页，共25页，编辑于2022年，星期五电子正电荷原子是一个球体，原子是一个球体，正正电荷弥漫性地均匀分电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电布在整个球体内，电子镶嵌其中。所以又子镶嵌其中。所以又被人们称为被人们称为“西瓜模西瓜模型型”或或“枣糕模型枣糕模型”。一、汤姆孙模型一、汤姆孙模型1、模型提出3第3页，共25页，编辑于2022年，星期五2、汤姆孙的模型是很成功成功的。解释原子是电中性的，电子在原子里是怎样
3、分布的，解释原子为什么会发光，能估计出原子的大小约为1010 m。3、汤姆孙为什么提出这样的模型？正离子的轰击，紫外光的照射，金属受热，放射性物质的自发辐射都能发射电子。4第4页，共25页，编辑于2022年，星期五4、勒纳德实验较高速度的电子很容易穿透原子，看来原子不是一个实心球体。5第5页，共25页，编辑于2022年，星期五二、二、粒子散射实验粒子散射实验1、实验装置放射源放射源放射源放射源放射性元素放射性元素放射性元素放射性元素钋（钋（钋（钋（PoPo）放出）放出）放出）放出 粒子，粒子，粒子，粒子，粒粒粒粒子是氦核，带子是氦核，带子是氦核，带子是氦核，带2e2e正电荷，正电荷，正电荷，正
4、电荷，质量是氢原子的质量是氢原子的质量是氢原子的质量是氢原子的4 4倍，电倍，电倍，电倍，电子的子的子的子的73007300倍，具有较大的倍，具有较大的倍，具有较大的倍，具有较大的动能。动能。动能。动能。金箔金箔金箔金箔作为靶子，作为靶子，作为靶子，作为靶子，厚度厚度厚度厚度1m,1m,重叠了重叠了重叠了重叠了30003000层左右的金原子。层左右的金原子。层左右的金原子。层左右的金原子。荧光屏荧光屏荧光屏荧光屏 粒子打在上粒子打在上粒子打在上粒子打在上面发出闪光。面发出闪光。面发出闪光。面发出闪光。显微镜显微镜显微镜显微镜通过显微镜通过显微镜通过显微镜通过显微镜观察闪光，且可观察闪光，且可观
5、察闪光，且可观察闪光，且可360360转动转动转动转动观察不同角度观察不同角度观察不同角度观察不同角度 粒子的到粒子的到粒子的到粒子的到达情况。达情况。达情况。达情况。6第6页，共25页，编辑于2022年，星期五（1 ）、粒子射入金箔时难免与电子碰撞。试估计这种碰撞对 粒子速度影响的大小。（2 ）、按照汤姆孙的原子模型，正电荷均匀分布在整个原子球体内。请分析：粒子穿过金箔，受到电荷的作用力后，沿哪些方向前进的可能性较大，最不可能沿哪些方向前进。2、思考与讨论7第7页，共25页，编辑于2022年，星期五8第8页，共25页，编辑于2022年，星期五9第9页，共25页，编辑于2022年，星期五10第
6、10页，共25页，编辑于2022年，星期五11第11页，共25页，编辑于2022年，星期五12第12页，共25页，编辑于2022年，星期五2、实验现象绝大多数绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进，少数少数粒子（约占8000分之一）发生了较大的偏转，极少数极少数粒子的偏转超过了90，有的甚至几乎被撞了回来。13第13页，共25页，编辑于2022年，星期五3、实验分析（1）、大角度偏转不可能是电子造成的（2）、粒子的偏转的主要原因是受到了原子中除了电子以外的其他物质作用，而这部分物质质量很大，并且带正电（3）、汤姆孙模型无法解释大角度散射实验（4）、占原子质量绝大部分的带正电的那部分物质集中在很
7、小的空间范围14第14页，共25页，编辑于2022年，星期五三、三、原子的核式结构的提出原子的核式结构的提出 1、原子的核式结构原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体（原子核原子核）的外面运动行星模型15第15页，共25页，编辑于2022年，星期五2、对粒子散射实验现象的解释 粒粒粒粒子子子子穿穿穿穿过过过过原原原原子子子子时时时时，电电电电子子子子对对对对 粒粒粒粒子子子子运运运运动动动动的的的的影影影影响响响响很很很很小小小小，影影影影响响响响 粒粒粒粒子子子子运运运运动动动动的的的的主主主主要要要要是是是是带带带带正正正正电电电电的的的的原子核。原子核。原子核。原子
8、核。而而而而绝绝绝绝大大大大多多多多数数数数的的的的 粒粒粒粒子子子子穿穿穿穿过过过过原原原原子子子子时时时时离离离离核核核核较较较较远远远远，受受受受到到到到的的的的库库库库仑仑仑仑斥斥斥斥力力力力很很很很小小小小，运运运运动动动动方方方方向向向向几几几几乎乎乎乎没没没没有有有有改改改改变变变变，只只只只有有有有极极极极少少少少数数数数 粒粒粒粒子子子子可可可可能能能能与与与与核核核核十十十十分分分分接接接接近近近近，受受受受到到到到较较较较大的库仑斥力，才会发生大角度的偏转大的库仑斥力，才会发生大角度的偏转大的库仑斥力，才会发生大角度的偏转大的库仑斥力，才会发生大角度的偏转 。16第16页
9、，共25页，编辑于2022年，星期五四、原子核的电荷与尺度四、原子核的电荷与尺度根据卢瑟福的原子核式模型和根据卢瑟福的原子核式模型和粒子散射的实验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。可以估计出原子核的大小。（1）原子的半径约为）原子的半径约为10-10米、原子核半径约是米、原子核半径约是10-15米，原子核的体积只占原子的体积的万亿米，原子核的体积只占原子的体积的万亿分之一。分之一。（2）原子核所带正电荷数与核外电子数以及该）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。元素在周期表内的原
10、子序数相等。17第17页，共25页，编辑于2022年，星期五 原子核的核式结构原子核的核式结构 根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分十分“空旷空旷”的，举一个简单的例子：的，举一个简单的例子：体育场原子原子核18第18页，共25页，编辑于2022年，星期五五、课堂小结五、课堂小结1、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 现象现象总结总结规律规律建立建立模型模型实验实验检验检验解释解释现象现象19第19页，共25页，编辑于2022年，星期五六、课堂练习六、课堂练习1、在用粒子轰击金箔的实
11、验中，卢瑟福观察到的粒子的运动情况是（）A、全部粒子穿过金箔后仍按原来的方向前进 B、绝大多数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、全部粒子都发生很大偏转B 20第20页，共25页，编辑于2022年，星期五2、卢瑟福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C21第21页，共25页，编辑于2022年，星期五3、当粒子被重核散射时，如图所示的
12、运动轨迹哪些是不可能存在的（）BC22第22页，共25页，编辑于2022年，星期五4、利用粒子散射实验，可以估算出 ()A、原子核外电子大小B、电子运动速度C、原子的大小D、原子核的大小D23第23页，共25页，编辑于2022年，星期五5、粒子散射实验用的是金箔、铂箔等重金属箔，为什么不用轻金属箔，例如铝箔？（1）、金（铂）的延展性很好，金箔（铂箔）可以碾展得极薄（都可以达到对可见光透明的程度）。这样，在厚度方向上金原子的个数很少。（2）金核（铂核）比铝核重，对粒子的作用更强24第24页，共25页，编辑于2022年，星期五6、在粒子散射实验中，没有考虑粒子跟电子的碰撞，其原因是（）A、粒子不跟电子发生相互作用B、粒子跟电子相碰时，损失的能量极少，可忽略C、电子的体积很小，粒子不会跟电子相碰D、由于电子是均匀分布的，粒子所受电子作用的合力为零B25第25页，共25页，编辑于2022年，星期五