高中：18-2 原子的核式结构模型.ppt

18.2 原子的核式结构模型 * 1897年汤姆孙发现电子 原子是可以分割的，是由更小的微粒组成。 问题一：哪些物理现象说明了原子可以再分？ ◆气体电离和光电效应等现象中，都可以从物质中击出电子。分析可知，电子是原子的组成部分。 原子的内部结构到底是怎样的呢？ 汤姆孙的原子模型 问题二： 原子中带正电的物质是如何分布的？ 你会作出怎样的设想？ 汤姆孙是如何描述原子结构的？ 汤姆生原子模型的困难 1.成功之处：解释原子是电中性的，电子在原子里是怎样分布的，解释原子为什么会发光，能估计出原子的大小约为一亿分之一厘米。 2.困难之处： 1）1903年勒纳德 电子束射到金属膜，电子很容易穿透原子。说明原子不是实心的。 2）α粒子散射实验 1909年卢瑟福指导学生盖革和马斯顿 α粒子散射实验 高速α粒子 荧光屏 1．实验用到哪些器材？各有什么作用？（实验是怎样做的？） 放射源钋：放在带小孔的铅盒中，放射出α粒子 金箔： 很薄，约1微米左右，作靶子。 荧光屏： α粒子穿过金箔后，打到荧光屏上可见闪光。 显微镜： 观察闪光。 整个装置放真空中 思考与讨论 α粒子射入金箔时难免与电子碰撞。试估计这种碰撞对α粒子速度的影响大小。 按照汤姆孙的原子模型，正电荷均匀分布在整个原子球体。请分析：α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。 思考与讨论 按汤姆生的原子模型，α粒子穿过金箔后应如何运动？ α粒子散射实验 α粒子散射实验的结果： α粒子穿过金箔后几乎仍沿原来的方向前进或偏转很小； α粒子发生了较大的偏转， α粒子偏转角超过了90°， 被弹回，偏角几乎达到180°。 绝大多数 少数 极少数 有的甚至 卢瑟福对于上述实验的结果感到十分惊奇，他说：“这是我一生中从未有的最难以置信的事，它好比你对一张纸发射炮弹，结果被反弹回来而打到自己身上。。。。。” 卢瑟福的思考 1微米厚的金箔内含3000层原子层，绝大多数α粒子穿过金箔仍沿原方向前进说明什么？ 少数α粒子的大角度偏转甚至反弹是怎么造成的？ 提示：动量守恒定律推导弹性碰撞时，m1和m2满足什么关系会反弹？ 卢瑟福核式结构模型 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绕着核旋转． 核式结构对α粒子散射实验的解释 原子核的电荷与尺度 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10-10m、原子核半径约是10-15m，原子核的体积只占原子的体积的十万的三次方分之一。 （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。 根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分“空旷”的，举一个简单的例子：露珠和体育场 体育场 原子 原子核 原子核的电荷与尺度 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 B 练习 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 C 练习 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（ ） BC 练习 4、利用α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． D 练习 5．在α粒子散射实验中，没有考虑α粒子跟电子的碰撞，其原因是（ ） A．α粒子不跟电子发生相互作用． B．α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，α粒子不会跟电子相碰． D．由于电子是