高中 物理 必修第三册 第四章 原子结构和波粒二象性《第3节 原子的核式结构模型》教学设计.docx

第3节原子的核式结构模型

[学习目标]

1．知道阴极射线的概念，了解电子的发现过程，知道电子是原子的组成部分。

2．知道电子的电荷量及其他电荷与电子电荷量的关系。

3．了解α粒子散射实验的实验器材、实验原理和实验现象。

4．知道卢瑟福的原子核式结构模型的主要内容。

知识点1电子的发现

1．阴极射线

科学家在研究稀薄气体放电时发现，当玻璃管内的气体足够稀薄时，阴极就发出一种射线。它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光，这种射线称为阴极射线。

2．汤姆孙的探究方法及结论

(1)根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷。

(2)换用不同材料的阴极做实验，所得比荷的数值都相同，这说明不同物质都能发射这种带电粒子，它是构成各种物质的共有成分。阴极射线粒子的比荷是氢离子比荷的近两千倍。

(3)结论：阴极射线粒子带负电，其电荷量的大小与氢离子大致相同，而质量比氢离子小得多，后来组成阴极射线的粒子被称为电子。

3．汤姆孙的进一步研究

汤姆孙又进一步研究了许多新现象，进一步证实了电子的存在。

4．电子的电荷量及电荷量子化

(1)电子电荷量：1910年前后由密立根通过著名的油滴实验得出，电子电荷的值约为e＝1.602×10－19__C。

(2)电荷是量子化的，即任何带电体的电荷只能是e的整数倍。

(3)电子的质量：me＝9.10938356×10－31kg，质子质量与电子质量的比eq\f(mp,me)＝1836。

[判一判]

1．(1)阴极射线实际上是高速运动的电子流。()

(2)电子的电荷量是汤姆孙首先精确测定的。()

提示：(1)√(2)×

知识点2原子的核式结构模型

1．汤姆孙原子模型

汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中。有人形象地把他的这个模型称为“西瓜模型”或“枣糕模型”。

2．α粒子散射实验

(1)实验装置：α粒子源、金箔、显微镜和荧光屏。

(2)实验现象：

①绝大多数的α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进。

②少数α粒子发生了大角度的偏转。

③极少数α粒子的偏转角甚至大于90°，也就是说，它们几乎被“撞了回来”。

(3)实验意义：卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了核式结构模型。

3．核式结构模型

1911年由卢瑟福提出，在原子中心有一个很小的核，叫原子核。它集中了原子全部的正电荷和几乎全部的质量，电子在核外空间运动。

[判一判]

2．(1)α粒子散射实验中大多数α粒子发生了大角度偏转或反弹。()

(2)卢瑟福否定了汤姆孙模型，建立了原子核式结构模型。()

提示：(1)×(2)√

知识点3原子核的电荷与尺度

1．原子核由质子和中子组成，原子核的电荷数等于核中的质子数。

2．原子半径数量级10－10__m，原子核半径数量级10－15__m。

[判一判]

3．(1)原子的质量几乎全部集中在原子核上。()

(2)原子中所有正电荷都集中在原子核内。()

提示：(1)√(2)√

1．(阴极射线)英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的实验研究发现()

A．阴极射线在电场中偏向正极板一侧

B．阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相同

C．不同材料所产生的阴极射线的比荷不同

D．汤姆孙直接测到了阴极射线粒子的电荷量

解析：选A。阴极射线在电场中偏向正极板一侧，因此阴极射线应该带负电荷，A正确；阴极射线在磁场中受力情况跟负电荷受力情况相同，B错误；不同材料所产生的阴极射线的比荷相同，C错误；汤姆孙并没有直接测到阴极射线粒子的电荷量，D错误。

2．(α粒子的散射)(2021·吉林江城中学高二期中)卢瑟福在进行α粒子散射实验时，用α粒子轰击金箔后，发现α粒子()

A．全部穿过或发生很小偏转

B．绝大多数穿过，只有少数发生较大偏转，有的甚至被弹回

C．绝大多数发生很大偏转，甚至被弹回，只有少数穿过

D．全部发生很大偏转

解析：选B。α粒子散射实验时的现象主要有，绝大多数穿过原子，运动方向没有改变，只有少数发生较大角度的偏转，极个别甚至被弹回，B正确。

3．(对原子核结构的理解)(多选)卢瑟福提出的原子核式结构学说包含的内容有()

A．原子中心有一个很小的核

B．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里

C．原子的正电荷均匀分布在它的全部体积上

D．带负电的电子在核外空间绕原子核旋转

解析：选ABD。卢瑟福提出的原子核式结构模型是：原子中心有一个很小的原子核，它集中了原子的几乎全部质量和所有的正电荷，电子在核外绕原子核旋转。

4．(原子的核式结构)(2021·长春市榆树中学高二期中)关于原子结构，下列说法正确的是()

A．原子中的原子核很小，核外很“空旷