选修3-5-18.2-原子的核式结构模型-导学案.docVIP

第二节原子的核式结构模型学案

问题导学

一、α粒子散射实验

1．1909年到1911年，卢瑟福用α粒子轰击金箔，进行著名的α粒子散射实验。如以下图为α粒子散射实验的示意图。荧光屏可以沿着图中虚线转动，用来统计向不同方向散射的粒子的数目。实验设备装在真空中。

在α粒子散射实验中为什么选用金箔？

2．你认为α粒子散射实验的意义是什么？

3．试分析α粒子与原子核发生对心碰撞到达最小距离前的动能、电势能及加速度的变化情况。

4．α粒子射入金箔时难免与电子碰撞，试估计这种碰撞对α粒子速度影响的大小。

迁移与应用1

关于α粒子散射实验，以下说法正确的选项是〔〕

A．该实验在真空环境中进行B．带有荧光屏的显微镜可以在水平面内的不同方向上移动

C．荧光屏上的闪光是散射的α粒子打在荧光屏上形成的

D．荧光屏只有正对α粒子源发出的射线方向上才有闪光

对α粒子散射实验的理解

1．装置：放射源、金箔、荧光屏等，如下图。

2．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粒子发生较大的偏转。

〔3〕极少数α粒子偏转角度超过90°，有的几乎到达180°。

3．实验的考前须知

〔1〕整个实验过程在真空中进行。

〔2〕α粒子是氦原子核，体积很小，金箔需要做得很薄，α粒子才能穿过。

二、原子的核式结构模型

19世纪末以前，原子一直被认为是不可分割的最小物质单元。1897年，英国物理学家汤姆孙〔J.J.Thomson,1856—1940〕通过气体导电实验发现了电子。他提出：既然原子内部存在带负电的电子，而原子又呈电中性，就还应有带正电的不明粒子。汤姆孙还提出了类似西瓜的原子结构模型〔枣糕模型〕：带正电的粒子均匀分布并充满于原子内部，带负电的电子镶嵌其中。但后来的α粒子散射实验却完全否认了汤姆孙的模型。试分析α粒子散射实验结果与汤姆孙模型的矛盾在哪里。

迁移与应用2

在α粒子散射实验中，如果两个具有相同能量的α粒子，从不同大小的角度散射出来，那么散射角度大的这个α粒子〔〕

A．更接近原子核B．更远离原子核

C．受到一个以上的原子核作用D．受到原子核较大的冲量作用

1．对原子核式结构模型的理解

原子的核式结构模型是在卢瑟福的α粒子散射实验的根底上提出的，成功地解释了α粒子散射实验。还需要说明的就是这仍是一个经典模型，电子绕原子核的高速旋转是库仑力充当向心力的结果。

2．卢瑟福的核式结构模型对α粒子散射分析

〔1〕分布情况：正电荷和几乎全部质量集中在原子核内，原子中绝大局部是空的。

〔2〕受力情况：①少数α粒子靠近原子核时，受到的库仑斥力很大；②大多数α粒子离原子核较远，受到的库仑斥力较小。

〔3〕偏转情况：①少数α粒子发生大角度偏转，甚至被弹回；②绝大多数α粒子运动方向不会明显变化〔因为电子的质量相对于α粒子很小〕；③如果α粒子几乎正对着原子核射来，偏转角就几乎到达180°，这种时机极少。

〔4〕分析结论：核式结构模型符合α粒子散射的实际情况。

当堂检测

1．在α粒子的散射实验中，使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对α粒子〔〕

A．万有引力B．库仑力C．磁场力D．核力

2．在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是〔〕

A．原子的正电荷和绝大局部质量集中在一个很小的核上

B．正电荷在原子中是均匀分布的

C．原子中存在着带负电的电子

D．金箔中的金原子间存在很大的空隙，只有极少数碰到金原子

3．以下对原子结构的认识中，正确的选项是〔〕

A．原子中绝大局部是空的，原子核很小

B．电子在核外运动，库仑力提供向心力

C．原子的全部正电荷都集中在原子核里

D．原子核的直径大约是10－10m

4．如图为α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，关于观察到的现象，以下说法不正确的选项是〔〕

A．相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多

B．相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时少得多

C．放在C、D位置时屏上观察不到闪光

D．放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少

课后作业

1．对α粒子散射实验装置的描述，以下说法正确的选项是()

A．主要实验器材有：放射源、金箔、荧光屏、显微镜B．金箔的厚薄对实验无影响

C．如果改用铝箔就不能发生散射现象D．实验装置放在真空中

2．(2012·昌乐高二质检)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．证明了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里

D．说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动

3．α粒子散射实验中