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1、第二节原子的核式结构模型第二节原子的核式结构模型课前自主学案课前自主学案核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练课标定位课标定位知能优化训练知能优化训练 第二节第二节课标课标定位定位学学习习目目标标：1.知道知道粒子散射粒子散射实验实验的的现现象象2知知道道卢卢瑟瑟福福的的原原子子核核式式结结构构模模型型的的主主要要内内容，理解模型提出的主要思想容，理解模型提出的主要思想3知知道道原原子子核核的的核核电电荷荷数数的的意意义义及及原原子子核核的的尺度尺度重点重点难难点：点：1.粒子散射粒子散射实验现实验现象及其解象及其解释释2卢卢瑟福的原子核式瑟福的原子核式结结构模型构模型课前自主学案课
2、前自主学案一、一、汤汤姆姆孙孙的原子模型的原子模型汤汤姆姆孙孙于于1898年提出了原子模型，他年提出了原子模型，他认为认为原子原子是一个是一个_、_弥漫性地均匀分布弥漫性地均匀分布在整个球体内，在整个球体内，_镶镶嵌在球中嵌在球中球体球体正正电电荷荷电电子子图图1821汤汤姆姆孙孙的的原原子子模模型型，小小圆圆点点代代表表正正电电荷荷，大大圆圆点点代表代表电电子子汤汤姆姆孙孙的的原原子子模模型型被被称称为为西西瓜瓜模模型型或或枣枣糕糕模模型型该该模型能解模型能解释释一些一些实验现实验现象，但后来被象，但后来被_实验实验否定了否定了二、二、粒子散射粒子散射实验实验1粒子是从放射性物粒子是从放射性
3、物质质中中发发射出来的快速运射出来的快速运动动的粒子，的粒子，实质实质是失去两个是失去两个电电子的子的_，带带_电电荷，荷，质质量量为为_质质量的量的4倍倍粒子散射粒子散射氦原子核氦原子核两个两个单单位正位正氢氢原子原子2实验结实验结果果(1)_ 粒粒子子穿穿过过金金箔箔后后，基基本本沿原方向前沿原方向前进进(2)_ 粒粒子子发发生生大大角角度度偏偏转转，偏偏转转角角甚至大于甚至大于90.3卢卢瑟瑟福福通通过过粒粒子子散散射射实实验验，否否定定了了汤汤姆姆孙孙的原子模型，建立了的原子模型，建立了_模型模型4核式核式结结构模型：构模型：1911年由年由卢卢瑟福提出，在瑟福提出，在原子中心有一个很
4、小的核，叫原子中心有一个很小的核，叫_它它集中了原子全部的集中了原子全部的_和几乎全部和几乎全部的的_，_在正在正电电体的外面运体的外面运动动绝绝大多数大多数少数少数核式核式结结构构原子核原子核正正电电荷荷质质量量电电子子三、原子核的三、原子核的电电荷与尺度荷与尺度1电电荷：原子核是由荷：原子核是由_和和_组组成的原子核的成的原子核的电电荷数就是核中的荷数就是核中的_2尺度：尺度：对对于一般的原子核，于一般的原子核，实验实验确定的核确定的核半径半径R的数量的数量级为级为_m.而整个原子而整个原子半径的数量半径的数量级级是是_m两者相差十万两者相差十万倍之多可倍之多可见见原子内部是十分原子内部是
5、十分“空空旷旷”的的质质子子中子中子质质子数子数10151010 核心要点突破核心要点突破图图18224实验实验注意事注意事项项(1)整个整个实验过实验过程需在真空中程需在真空中进进行行(2)粒子是氦核，本身很小，金箔需很薄，粒子是氦核，本身很小，金箔需很薄，粒子才能很容易穿粒子才能很容易穿过过(3)实验实验中用的是金箔而不是中用的是金箔而不是铝铝箔，箔，这这是因是因为为金金的原子序数大，的原子序数大，粒子与金核粒子与金核间库仑间库仑力大，偏力大，偏转转明明显显；另外金的延展性好，容易做成极薄的；另外金的延展性好，容易做成极薄的金箔金箔(4)实验现实验现象象说说明原子明原子绝绝大部分是空的，除
6、非原大部分是空的，除非原子的几乎全部子的几乎全部质质量和所有正量和所有正电电荷都集中在原子荷都集中在原子中心的一个很小的核上，否中心的一个很小的核上，否则则，粒子大角度粒子大角度散射是不可能的散射是不可能的即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)1关于关于粒子散射粒子散射实验实验，下列，下列说说法正确的是法正确的是()A该实验该实验在真空在真空环环境中境中进进行行B带带有有荧荧光光屏屏的的显显微微镜镜可可以以在在水水平平面面内内的的不不同同方方向上移向上移动动C荧荧光光屏屏上上的的闪闪光光是是散散射射的的粒粒子子打打在在荧荧光光屏屏上上形成的形成的D荧荧光屏只有正光屏只有正对对
7、粒子源粒子源发发出的射出的射线线方向上才方向上才有有闪闪光光解析：解析：选选ABC.本本题题考考查查粒子散射粒子散射实验实验装置及装置及其作用，只有在正确理解其作用，只有在正确理解粒子散射粒子散射实验实验的基的基础础上，才能上，才能选选出正确出正确选项选项对对于于D项项，考，考虑虑到到有少数的有少数的粒子因粒子因为为靠近金原子核，受到斥力靠近金原子核，受到斥力而改而改变变了运了运动动方向，故方向，故D错错二、两种模型二、两种模型对对粒子散射粒子散射现现象的分析象的分析1汤汤姆姆孙枣孙枣糕模型糕模型对对粒子散射粒子散射现现象的分析象的分析(1)粒子如果从原子之粒子如果从原子之间间或原子的中心或原
8、子的中心线线穿穿过过，它受到周它受到周围围正正负电负电荷的荷的库仑库仑力是平衡的，力是平衡的，粒子粒子不偏不偏转转(2)粒子如果偏离了原子之粒子如果偏离了原子之间间的中心的中心线线穿穿过过，则则两两侧侧的的库仑库仑力相当大一部分被抵消，力相当大一部分被抵消，粒子偏粒子偏转转很小很小(3)粒子如果正粒子如果正对对着着电电子射来，由于子射来，由于电电子子质质量量远远小于小于粒子的粒子的质质量，量，粒子速度大小及方向基本上粒子速度大小及方向基本上不不变变，更不可能反，更不可能反弹弹，因此，因此粒子散射粒子散射实验实验否定否定了了汤汤姆姆孙孙的原子模型的原子模型2卢卢瑟福核式瑟福核式结结构模型构模型对
9、对粒子散射粒子散射现现象的分象的分析析(1)粒子穿粒子穿过过原子原子时时，如果离核，如果离核较远较远，受到的，受到的库仑库仑斥力很小，斥力很小，粒子运粒子运动动方向改方向改变变极少，而极少，而由于原子核很小，由于原子核很小，这这种机会就很多，因此种机会就很多，因此绝绝大大多数多数粒子基本上仍沿原来的方向前粒子基本上仍沿原来的方向前进进，见图见图1823.图图1823(2)粒子十分接近原子核穿粒子十分接近原子核穿过时过时，才受到很大的，才受到很大的库仑库仑斥力，偏斥力，偏转转角才很大，而角才很大，而这这种机会很少，因种机会很少，因此，有少数此，有少数粒子粒子发发生大角度偏生大角度偏转转，见见上上
10、图图(3)粒子几乎是正粒子几乎是正对对着原子核射来着原子核射来时时，粒子受粒子受到很大的到很大的库仑库仑力，几乎是被原速率力，几乎是被原速率弹弹回，而回，而这这种种机会更少，因此有极少数机会更少，因此有极少数发发生了近生了近180角的偏角的偏转转，见见上上图图由此可由此可见见，粒子散射粒子散射实验实验建立了原子建立了原子的核式的核式结结构，构，还还估算出了原子核的大小估算出了原子核的大小即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)2(2011年高考上海卷年高考上海卷)卢卢瑟福利用瑟福利用粒子粒子轰击轰击金箔的金箔的实验实验研究原子研究原子结结构，正确反映构，正确反映实验结实验结果果
11、的示意的示意图图是是()图图1824解解析析：选选D.粒粒子子轰轰击击金金箔箔后后偏偏转转，越越靠靠近近金金箔箔，偏偏转转的角度越大，所以的角度越大，所以A、B、C错误错误，D正确正确课堂互动讲练课堂互动讲练类类型一型一粒子散射实验与原子核式结构粒子散射实验与原子核式结构在在卢卢瑟瑟福福的的粒粒子子散散射射实实验验中中，有有少少数数粒粒子子发发生大角度偏生大角度偏转转，其原因是，其原因是()A原原子子的的正正电电荷荷和和绝绝大大部部分分质质量量集集中中在在一一个个很很小的核上小的核上B正正电电荷在原子中是均匀分布的荷在原子中是均匀分布的C原子中存在着原子中存在着带负电带负电的的电电子子D金箔的
12、金原子金箔的金原子间间存在很大的空隙，只有极少存在很大的空隙，只有极少数碰到金原子数碰到金原子例例例例1 1【精精讲讲精析精析】卢卢瑟福的瑟福的粒子散射粒子散射实验实验中少数中少数粒子粒子发发生了生了较较大角度的偏大角度的偏转转，说说明只有少数明只有少数粒子受到很粒子受到很强强的斥力，大多数的斥力，大多数粒子受到的斥力粒子受到的斥力很小，很小，这这反映出在原子内部正反映出在原子内部正电电荷分布在很小荷分布在很小的空的空间间，且，且质质量很大，量很大，A正确，正确，B错误错误；实验实验中中所用金箔尽管很薄，但也有上万所用金箔尽管很薄，但也有上万层层原子，由此原子，由此可知，有少数可知，有少数粒子
13、偏粒子偏转显转显然不是由于碰到金原然不是由于碰到金原子，由此知子，由此知C、D错误错误【答案答案】A【误误区区警警示示】(1)由由于于对对粒粒子子散散射射实实验验中中的的现现象象产产生的原因不能正确理解，而生的原因不能正确理解，而误选误选D.(2)处处理此理此类问题类问题需要明确需要明确粒子散射粒子散射实验实验的意的意义义，理解原子内正，理解原子内正电电荷和几乎全部的荷和几乎全部的质质量集中量集中在一个很小的区域，即原子核非常小在一个很小的区域，即原子核非常小变变式式训训练练1卢卢瑟瑟福福对对粒粒子子散散射射实实验验的的解解释释是是()A使使粒粒子子产产生生偏偏转转的的力力主主要要是是原原子子
14、中中电电子子对对粒子的作用力粒子的作用力B使使粒子粒子产产生偏生偏转转的力是的力是库仑库仑力力C原原子子核核很很小小，粒粒子子接接近近它它的的机机会会很很小小，所所以以绝绝大多数的大多数的粒子仍沿原来的方向前粒子仍沿原来的方向前进进D能能产产生大角度偏生大角度偏转转的的粒子是穿粒子是穿过过原子原子时时离离原子核近的原子核近的粒子粒子解析：解析：选选BCD.原子核原子核带带正正电电与与粒子粒子间间存在存在库库仑仑力，当力，当粒子靠近原子核粒子靠近原子核时时受受库仑库仑力而偏力而偏转转，故故B对对，A错错；由于原子核非常小，；由于原子核非常小，绝绝大多数粒大多数粒子子经过时经过时离核离核较远较远因
15、而运因而运动动方向几乎不方向几乎不变变，只，只有离核很近的有离核很近的粒子受到的粒子受到的库仑库仑力力较较大，方向改大，方向改变较变较多，故多，故C、D对对根根据据粒粒子子散散射射实实验验，卢卢瑟瑟福福提提出出了了原原子子的的核核式式结结构构模模型型，图图1825中中虚虚线线表表示示原原子子核核所所形形成成的的电电场场的的等等势势线线，实实线线表表示示一一个个粒粒子子的的运运动动轨轨迹迹，在在粒粒子子从从a运运动动到到b再再运运动动到到c的的过过程中，下列程中，下列说说法中正确的是法中正确的是()类类型二型二粒子散射实验与其他知识的综合粒子散射实验与其他知识的综合例例例例2 2图图1825A电
16、场电场力先做力先做负负功，后做正功，功，后做正功，总总功等于零功等于零B加速度先加速度先变变小，后小，后变变大大Ca、c两点的两点的动动能不相等能不相等D动动能与能与电势电势能的和不能的和不变变【思路点思路点拨拨】由由库仑库仑定律及牛定律及牛顿顿第二定律分第二定律分析加速度的析加速度的变变化，由化，由电场电场力做功与力做功与电势电势能的能的变变化关系及化关系及动动能定理分析能量的能定理分析能量的变变化化【自主解答自主解答】粒子与原子核之粒子与原子核之间间的作用力的作用力为库仑为库仑斥力，从斥力，从ab库仑库仑力做力做负负功，功，动动能减能减少，少，电势电势能增加，从能增加，从bc库仑库仑力做正
17、功，力做正功，动动能增加，能增加，电势电势能减少，且能减少，且ab与与bc库仑库仑力力所做的所做的总总功功为为0，则则a、c两点两点动动能相等，故能相等，故A正确，正确，C错误错误；因；因为为只有只有电场电场力做功，故力做功，故动动能能与与电势电势能的和不能的和不变变，D正确；正确；粒子与原子核粒子与原子核相距越近，相距越近，库仑库仑力越大，加速度越大，故从力越大，加速度越大，故从abc加速度先增大后减小，加速度先增大后减小，B错误错误【答案答案】AD【方法方法总结总结】该题该题涉及了涉及了库仑库仑定律、牛定律、牛顿顿第第二定律、能量守恒及二定律、能量守恒及电场电场力做功和能量力做功和能量转转
18、化关化关系的知系的知识识，学，学习时应习时应注意前后知注意前后知识识的的联联系及知系及知识识的灵活的灵活应应用用变变式式训训练练2关关于于粒粒子子散散射射实实验验，下下列列说说法法中中正确的是正确的是()A绝绝大大多多数数粒粒子子经经过过金金箔箔后后，发发生生了了角角度度不不太大的偏太大的偏转转B粒粒子子在在接接近近原原子子核核的的过过程程中中，动动能能减减少少，电势电势能减少能减少C粒粒子子离离开开原原子子核核的的过过程程中中，动动能能增增大大，电电势势能也增大能也增大D对对粒子散射粒子散射实验实验的数据的数据进进行分析，可以估行分析，可以估算出原子核的大小算出原子核的大小解析：解析：选选D
19、.由于原子核占整个原子很小的一部由于原子核占整个原子很小的一部分，十分接近核的分，十分接近核的粒子很少，所以粒子很少，所以绝绝大多数大多数粒子几乎不偏粒子几乎不偏转转，故，故A错错；由；由粒子散射粒子散射实验实验数数据，据，卢卢瑟福估算出了原子核的大小，故瑟福估算出了原子核的大小，故D对对；粒子接近原子核的粒子接近原子核的过过程中，克服程中，克服库仑库仑力做功，力做功，所以所以动动能减小，能减小，电势电势能增大，能增大，远远离原子核离原子核时时，库仑库仑力做正功，力做正功，动动能增大，能增大，电势电势能减小，故能减小，故B、C都都错错知能优化训练知能优化训练本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此进进入入课课件目件目录录按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放谢谢谢谢使用使用