2019-2020学年高中物理第2章2原子的核式结构模型学案教科版选修3-5.doc
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1、2.原子的核式结构模型学习目标1.了解粒子散射实验器材、实验原理和实验现象(重点)2.知道卢瑟福的原子核式结构模型的主要内容(重点、难点)3.了解卢瑟福的实验和科学方法,培养抽象思维能力(重点)4.知道经典理论无法解释原子的稳定性和电磁波频谱的分立特征一、粒子散射实验1汤姆孙原子模型1904年,J.J.汤姆孙提出了影响较大的“枣糕模型”,假想正电荷构成一个密度均匀的球体,电子“浸浮”其中,并分布在一些特定的同心圆环或球壳上2粒子散射实验(1)实验装置:粒子源、金箔、可移动探测器(2)实验现象绝大多数的粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进少数粒子发生了大角度的偏转极少数粒子的偏转角大于90,甚至有极
2、个别粒子被反弹回来(3)实验意义:卢瑟福通过粒子散射实验,否定了汤姆孙的原子模型,建立了核式结构模型二、核式结构模型及与经典理论的矛盾1核式结构模型卢瑟福提出的新的原子结构模型,在原子中间有一个体积很小、带正电荷的核,而电子在核外绕核运动,这种结构称为原子的“核式结构模型”2原子核的电荷与尺度3原子的核式结构模型与经典理论的矛盾用经典电磁理论在解释原子结构的稳定性和电磁波谱的分立特征时遇到了困难1正误判断(正确的打“”,错误的打“”)(1)卢瑟福为了证实汤姆孙原子模型的正确性进行了粒子散射实验()(2)粒子散射实验中大多数粒子发生了大角度偏转或反弹()(3)卢瑟福否定了汤姆孙模型,建立了原子核
3、式结构模型()(4)原子的质量几乎全部集中在原子核上()(5)原子中所有正电荷都集中在原子核内()(6)核电荷数等于质子数,也等于中子数()2(多选)由粒子的散射实验可以得出的正确结论有()A原子中绝大部分是空的B原子中全部正电荷都集中在原子核上C原子内有中子D原子的质量几乎全部都集中在原子核上ABD卢瑟福由粒子散射实验得到的结论有:在原子中心有一个很小的核叫原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内,带负电的电子在核外的空间运动3(多选)关于原子的核式结构模型,下列说法正确的是()A原子中绝大部分是“空”的,原子核很小B电子在核外绕核旋转的向心力是原子核对它的库仑力C原子的全部电
4、荷和质量都集中在原子核里D原子核的直径的数量级是1010 mAB因为原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内,而原子核又很小,所以原子内绝大部分区域是“空”的,A正确,C错误;电子绕原子核做圆周运动时,原子核与电子间的库仑引力提供向心力,B正确;原子核直径的数量级是1015 m,原子直径的数量级是1010 m,D错误对粒子散射实验现象的分析1实验背景 粒子散射实验是卢瑟福指导他的学生做的一个著名的物理实验,实验的目的是想验证汤姆孙原子模型的正确性,实验结果却成了否定汤姆孙原子模型的有力证据在此基础上,卢瑟福提出了原子核式结构模型2装置放射源、金箔、可移动探测器等,如图所示3大角度偏转的实
5、验现象分析(1)由于电子质量远小于粒子质量,所以电子不可能使粒子发生大角度偏转(2)使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孙原子模型,正电荷在原子内是均匀分布的,粒子穿过原子时,它受到的两侧斥力大部分抵消,因而也不可能使粒子发生大角度偏转,更不能使粒子反向弹回,这与粒子散射实验相矛盾(3)实验现象表明原子绝大部分是空的,原子的几乎全部质量和所有正电荷都集中在原子中心的一个很小的核上,否则,粒子大角度散射是不可能的4原子的核式结构模型对粒子散射实验结果的解释(1)当粒子穿过原子时,如果离核较远,受到原子核的斥力很小,粒子就像穿过“一片空地”一样,无遮无挡,运动方向改变很小因为原子
6、核很小,所以绝大多数粒子不发生偏转(2)只有当粒子十分接近原子核穿过时,才受到很大的库仑力作用,发生大角度偏转,而这种机会很少,所以有少数粒子发生了大角度偏转(3)如果粒子正对着原子核射来,偏转角几乎达到180,这种机会极少,如图所示,所以极少数粒子的偏转角度甚至大于90. 【例1】(多选)如图所示为卢瑟福和他的同事们做粒子散射实验的装置示意图,荧光屏和显微镜一起分别放在图中A、B、C、D四个位置时观察到的现象,下述说法中正确的是()A放在A位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B放在B位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置稍少些C放在B位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数要比
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