原子的核式结构课件共页.ppt

3.2《原子的核式结构》 教学目标 1.了解原子的核式结构. 2.培养学生通过现象认清本质的分析、推理能力. 3.了解原子学说的发展历史，认识α粒子散射实验的重大意义. 二、重点分析 卢瑟福的α粒子散射实验的现象和所说明的问题. 三、教具 1.了解α粒子散射实验；放相机、彩色显示器、录相带. 2.分析实验现象：α粒子散射实验挂图. 【知识要点】 一、电子的发现 二、原子的核式结构 三、玻尔的原子模型 一、电子的发现1、汤姆生对阴极射线进行了一系列的实验研究。1897年，他确认阴极射线是带负电的粒子。 汤姆生发现电子， 由于电子的发现，人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也有结构。 2、汤姆生原子模型 原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球内，而电子却像枣子那样镶嵌在原子里面， 这个模型能解释一些实验事实，但无法解释α粒子散射实验。 二、原子的核式结构1、α粒子散射实验 1909年至1911年 绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进， 少数α粒子发生了较大的偏转， 并有极少数的α粒子偏转角超过了90°，有些甚至被弹回，偏转角几乎达到180°。 2、卢瑟福原子模型 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里绕着核旋转。 卢瑟福的原子核式模型，能解释α粒子散射实验，却与经典的电磁理论发生了矛盾。 3、原子核的电荷和大小 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10-10米、原子核半径约是10-14米，原子核的体积只占原子的体积的万亿分之一。 （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。 三、玻尔的原子模型1、玻尔的原子理论 （1）原子只处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然做加速运动，但并不向外辐射能量。这些状态叫做定态。 （2）原子从一种定态(设能量为E1)跃迁到另一种定态(设能量为E2)时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定. （3）原子的不同能量状态对应于电子的不同运动轨道。由于原子的能量状态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。 2、氢原子的大小和能极 玻尔的计算结果可以概括为两个公式：，n是正整数，叫做量子数。 玻尔计算出了r1和E1的数值： 玻尔的原子理论对氢光谱的解释 4、玻尔理论的局限性 玻尔理论的成功之处在于它引入了量子观念. 失败之处在于它保留了过多的经典物理理论。 20世纪20年代，建立了量子力学。 量子力学是一种彻底的量子理论，它不但成功解释了玻尔理论能解释的现象，而且能够解释大量的玻尔理论所不能解释的现象。 四.量子理论 电子云 【典型例题】 例1、卢瑟福提出原子的核式结构学说的根据是，在用α粒子轰击金箔的实验中发现α粒子： A、全部穿过或发生很小的偏转； B、绝大多数穿过，只有少数发生很大偏转，甚至极少数被弹回； C、绝大多数发生很大的偏转，甚至被弹回，只有少数穿过； D、全部发生很大的偏转。 例2、氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时，可能发生的情况有： A、放出光子，电子动能减小，原子势能增加； B、放出光子，电子动能增加，原子势能减少； C、吸收光子，电子动能减小，原子势能增加； D、吸收光子，电子动能增加，原子势能减小。 例3、一群处于n=5的激发态的氢原子，当它们向n=2的能级跃迁时，可能辐射n种频率的光子，其中光子的最大和最小的频率各为多少？ 【反馈练习】 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 2、原子的核式结构学说，是卢瑟福根据以下哪个实验或现象提出来的 A、光电效应实验 B、氢原子光谱实验 C、α粒子散射实验 D、天然放射现象 3、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 4、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