粤教版高中物理选修3-5原子的结构.ppt

原子的结构 1．了解原子结构模型建立的历史过程及各种模型建立的依据． 2．知道α粒子散射实验的方法和现象． 3．知道原子核式结构的主要内容． 在中国哲学家庄子天下篇中有“一尺之锤，日取其半，万世不竭”的描述，同西方哲学家不同的是，中国人认为物质是无限可分的，而“原子”一词在希腊就是不可再分的．生活在现代社会的我们当然知道原子可以再分，你知道原子可分成哪些基本粒子？有多少基本粒子？请举例说明． 一、汤姆生的葡萄干布丁模型 汤姆生在发现电子后，便投入了对原子内部结构的探索，原子呈中性，而电子带负电，原子内部必有等量的正电荷；他运用丰富的想象，提出了一种原子结构——葡萄干布丁模型：原子是一个________，带________的部分均匀地分 布于其中，质量很小的________则像布丁中的 葡萄干一样嵌在内(如图所示)．原子内正、负 电荷相等，因此原子的整体呈中性． 球体 　正电 　电子 二、α粒子散射实验 在真空中高速的α粒子流垂直射到很簿的金箔上，穿过金箔后打在荧光屏上，通过显微镜观察：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿________的方向前进，但________α粒子发生大角度的偏转，并且有________α粒子的偏转超过了90°，有的甚至几乎达到________． 三、原子的核式结构的提出 1911年，卢瑟福提出了原子的核式结构的模型：原子的中心有一个带正电的________，它几乎集中了原子的________，而________则在核外空间绕核旋转． 电子 原来 少数 　极少数 180° 原子核 　全部质量 α粒子散射实验 α粒子散射实验主要由放射源、金箔、荧光屏、望远镜和转动圆盘几部分组成．如图所示： 整个实验在真空中进行，高速的α粒子垂直射到很薄的金箔上，由于受到金属原子中带电粒子的库仑力的作用，一些α粒子通过金箔后必然改变原来的运动方向产生偏转，当α粒子穿过金箔后，打在荧光屏上闪光，然后通过显微镜观察． 实验结果：α粒子散射后，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子的偏转超过了90°，有的甚至几乎达到180°.如图所示： 卢瑟福在用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 解析：α粒子散射后，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子的偏转超过了90°，有的甚至几乎达到180°. 答案： B 课堂训练 1．（双选）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粒子将损失大部分动能和动量 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 解析：α粒子质量是电子的7300倍，相当于卡车与西瓜相撞．不难判断A、C正确． 答案：AC 原子的核式结构的提出 汤姆生原子模型与实验现象的矛盾：①由于电子的质量远小于α粒子质量，所以电子不可能使α粒子发生大角度偏转．②使α粒子发生大角度偏转的只能是原子中带正电的部分，按照汤姆生原子模型，正电荷在原子内是均匀分布的，α粒子穿过原子时，它受到两侧斥力大部分被抵消，因而也不可能使α粒子发生大角度偏转，更不能使α粒子反弹．③实验现象说明了原子绝大部分是空的，原子的质量和所有正电荷几乎都集中在原子中心的一个很小的核上，否则α粒子大角度散射是不可能的． 说明葡萄干布丁模型不符合原子结构的实际情况． 实验现象说明了：①绝大多数α粒子不偏移，原子内部绝大部分是“空”的．②少数α粒子发生较大偏转是原子内部有“核”存在．③极少数α粒子被弹回，表明受到作用力很大，内部质量很大，电量集中的“核”发生碰撞． 1911年，卢瑟福根据α粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构：在原子的中心有一个很小的带正电的原子核，它几乎集中了原子的全部质量，而带负电的电子则在核外空间绕原子核旋转．如图所示．原子显中性是因为原子核所带的正电的电荷量与核外电子所带负电的电荷量相等． 原子的内部十分空旷，原子的直径数量级约为10－10 m，原子核的直径约为10－15～10－14 m．两者相差万倍；而体积差别更大，原子核体积只相当于原子体积的万亿分之一．若把原子相当于一个立体的足球场的话，则原子核就像足球场中的一粒米．如右图所示： 卢瑟