原子模型的提出

1、3 2 原子模型的提出學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)1.知道湯姆生的原子棗糕模型的建立依據(jù)以及具體內(nèi)容2知道 粒子散射實(shí)驗(yàn)方法以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果(重點(diǎn) )3理解原子的核式結(jié)構(gòu)模型以及對(duì)散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋 (重點(diǎn)、難點(diǎn) )湯姆生模型和 粒子散射實(shí)驗(yàn)先填空 1湯姆生的原子模型湯姆生在 1904 年提出原子的棗糕模型：原子是一個(gè)球體，正電荷均勻地分布在整個(gè)球內(nèi)，電子像棗糕上的棗子一樣嵌在球中， 被正電荷吸引著原子內(nèi)正、負(fù)電荷相等，原子整體呈中性2粒子散射實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)裝置： 粒子源、金箔、放大鏡和熒光屏(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：絕大多數(shù)的 粒子穿過(guò)金箔后仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)少數(shù) 粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)第 1頁(yè)極少數(shù) 粒

2、子的偏轉(zhuǎn)角大于90，甚至有極個(gè)別 粒子被反彈回來(lái)(3)實(shí)驗(yàn)意義：盧瑟福通過(guò)粒子散射實(shí)驗(yàn)，否定了湯姆生的原子模型，建立了核式結(jié)構(gòu)模型再判斷 1盧瑟福為了證實(shí)湯姆生原子模型的正確性進(jìn)行了粒子散射實(shí)驗(yàn) ()2粒子散射實(shí)驗(yàn)中大多數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)或反彈()3盧瑟福否定了湯姆生模型， 建立了原子核式結(jié)構(gòu)模型 ( )后思考 1粒子發(fā)生大角度散射的原因是什么？【提示】 粒子帶正電， 粒子受原子中帶正電的部分的排斥力發(fā)生了大角度散射2湯姆生的原子結(jié)構(gòu)模型為什么被盧瑟福否定掉？【提示】按照湯姆生的 “棗糕 ”原子模型， 粒子如果從原子之間或原子的中心軸線穿過(guò)時(shí)，它受到周圍的正負(fù)電荷作用的庫(kù)侖力是平衡的，粒子

3、不產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)；如果 粒子偏離原子的中心軸線穿過(guò)，兩側(cè)電荷作用的庫(kù)侖力相當(dāng)于一部分被抵消， 粒子偏轉(zhuǎn)很小；如果粒子正對(duì)著電子射來(lái)，質(zhì)量遠(yuǎn)小于粒子的電子不可能使 粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)， 更不可能使它反彈 所以 粒子的散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果否定了湯姆生的原子模型核心點(diǎn)擊 1裝置放射源、金箔、熒光屏等，如圖3-2-1 所示圖 3-2-12現(xiàn)象及解釋(1)絕大多數(shù)的粒子穿過(guò)金箔后仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)大多數(shù)粒子離金原子核較遠(yuǎn)(2)少數(shù) 粒子發(fā)生較大的偏轉(zhuǎn)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)的粒子是由于離金原子核第 2頁(yè)較近，庫(kù)侖斥力較大(3)極少數(shù) 粒子偏轉(zhuǎn)角度超過(guò)90，有的幾乎達(dá)到180.正對(duì)或基本正對(duì)著金原子核入射的粒子在庫(kù)侖斥力作用下先減速

4、至較小速度然后加速遠(yuǎn)離金原子核3實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)(1)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程在真空中進(jìn)行(2)金箔需要做得很薄， 粒子才能穿過(guò)(3)使用金箔的原因是金的延展性好，可以做得很薄并且金的原子序數(shù)大，粒子與金核間的庫(kù)侖斥力大，偏轉(zhuǎn)明顯1(多選 )關(guān)于 粒子散射實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是 ( ) a帶有熒光屏的顯微鏡可以在水平面內(nèi)的不同方向上移動(dòng)b熒光屏上的閃光是散射的 粒子打在熒光屏上形成的c熒光屏只有正對(duì) 粒子源發(fā)出的射線方向上才有閃光d不用熒光屏也可用顯微鏡直接觀察粒子散射情況【解析】本題考查 粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置及其作用， 只有在正確理解粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，才能選出正確選項(xiàng)對(duì)于c 項(xiàng)，考慮到有少數(shù)的粒子因?yàn)榭拷?/p>

5、金原子核，受到斥力而改變了運(yùn)動(dòng)方向，c 錯(cuò)誤， a 、b 正確； 粒子必須借助于熒光屏觀察， d 錯(cuò)誤【答案】 ab2如圖 3-2-2 為盧瑟福所做的粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的a、b、c、 d 四個(gè)位置時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是()圖 3-2-2a相同時(shí)間內(nèi)在a 時(shí)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多b相同時(shí)間內(nèi)在 b 時(shí)觀察到屏上的閃光次數(shù)比放在 a 時(shí)稍少些c放在 d 位置時(shí)屏上觀察不到閃光d放在 c 位置時(shí)屏上觀察不到閃光【解析】在盧瑟福 粒子散射實(shí)驗(yàn)中， 粒子穿過(guò)金箔后，絕大多數(shù)粒子仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，故a 正確少數(shù) 粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)粒子第 3頁(yè)偏轉(zhuǎn)角度大于

6、90，極個(gè)別 粒子反彈回來(lái)，所以在b 位置只能觀察到少數(shù)的閃光，在 c、d 兩位置能觀察到的閃光次數(shù)極少，故 b、c、d 錯(cuò)誤【答案】 a解決 粒子散射實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的技巧(1)熟記實(shí)驗(yàn)裝置及原理(2)理解建立核式結(jié)構(gòu)模型的要點(diǎn)核外電子不會(huì)使粒子的速度發(fā)生明顯改變湯姆生的原子模型不能解釋粒子的大角度散射少數(shù) 粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)， 甚至反彈回來(lái)， 表明這些 粒子在原子中的某個(gè)地方受到了質(zhì)量、 電荷量均比它本身大得多的物體的作用絕大多數(shù) 粒子在穿過(guò)金箔時(shí)運(yùn)動(dòng)方向沒(méi)有明顯變化，說(shuō)明原子中絕大部分是空的，原子的質(zhì)量、電荷量都集中在體積很小的核內(nèi)盧 瑟 福 的 原 子 核 式 結(jié) 構(gòu) 模 型先填空 1核式結(jié)

7、構(gòu)模型在原子的中心有一個(gè)很小的核， 叫做原子核， 原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核上， 帶負(fù)電的電子在核外空間繞著核旋轉(zhuǎn)2原子核的電荷和尺度(1)根據(jù)核式結(jié)構(gòu)模型推導(dǎo)出 粒子的散射公式可計(jì)算各種元素原子核的電荷量，其值非常接近于原子序數(shù)(2)由 粒子散射實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)還可估計(jì)原子核的尺度原子核半徑的數(shù)量級(jí)為 10 15m而原子半徑的數(shù)量級(jí)為 10，原子內(nèi)部非常“空曠”10m再判斷 1原子的質(zhì)量幾乎全部集中在原子核上()2原子中所有正電荷都集中在原子核內(nèi)()第 4頁(yè)3核電荷數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，也等于中子數(shù)()后思考 1原子中的原子核所帶的電荷量有何特點(diǎn)？【提示】原子核帶正電， 所帶電荷量與核外

8、電子所帶的電荷量絕對(duì)值相等2盧瑟福的原子模型是如何解釋粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的？【提示】 粒子穿過(guò)原子時(shí)，如果離核較遠(yuǎn)，受到的庫(kù)侖斥力很小，運(yùn)動(dòng)方向也改變很小 只有當(dāng) 粒子十分接近核時(shí)， 才受到很大的庫(kù)侖斥力， 發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)由于核很小， 粒子十分接近的機(jī)會(huì)很小，所以絕大多數(shù)粒子基本上仍沿原方向前進(jìn)，只有極少數(shù)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)核心點(diǎn)擊 1原子的核式結(jié)構(gòu)與原子的棗糕模型的根本區(qū)別核式結(jié)構(gòu)棗糕模型原子內(nèi)部是非?？諘绲模?正電荷集中在一原子是充滿了正電荷的球體個(gè)很小的核里電子繞核高速旋轉(zhuǎn)電子均勻嵌在原子球體內(nèi)2.原子內(nèi)的電荷關(guān)系：原子核的電荷數(shù)與核外的電子數(shù)相等，非常接近它們的原子序數(shù)3原子核的組成：原子

9、核由質(zhì)子和中子組成，原子核的電荷數(shù)等于原子核的質(zhì)子數(shù)4原子半徑的數(shù)量級(jí)是10 10m，原子核半徑的數(shù)量級(jí)是1015m，兩者相差10 萬(wàn)倍之多3(多選 )盧瑟福對(duì) 粒子散射實(shí)驗(yàn)的解釋是 ()a使 粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的主要原因是原子中電子對(duì) 粒子的作用力b使 粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力是庫(kù)侖力c原子核很小， 粒子接近它的機(jī)會(huì)很小，所以絕大多數(shù)的 粒子仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)d能產(chǎn)生大角度偏轉(zhuǎn)的粒子是穿過(guò)原子時(shí)離原子核近的粒子【解析】原子核帶正電， 與 粒子之間存在庫(kù)侖力， 當(dāng) 粒子靠近原子核時(shí)第 5頁(yè)受庫(kù)侖力而偏轉(zhuǎn)，電子對(duì)它的影響可忽略，故a 錯(cuò)， b 對(duì)；由于原子核非常小，絕大多數(shù)粒子經(jīng)過(guò)時(shí)離核較遠(yuǎn)因而運(yùn)動(dòng)方向幾乎不

10、變，只有離核很近的粒子受到的庫(kù)侖力較大，方向改變較多，故c、 d 對(duì)【答案】 bcd4(多選 )在 粒子散射實(shí)驗(yàn)中，如果兩個(gè)具有相同能量的粒子，從不同大小的角度散射出來(lái)，則散射角度大的粒子 ()a更接近原子核b更遠(yuǎn)離原子核c受到一個(gè)以上的原子核作用d受到原子核較大的沖量作用【解析】由于原子的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原子核的體積，當(dāng) 粒子穿越某一個(gè)原子的空間時(shí)，其他原子核距 粒子相對(duì)較遠(yuǎn)， 而且其他原子核對(duì)粒子的作用力也可以近似相互抵消，所以散射角度大的這個(gè)粒子并非由于受到多個(gè)原子核作用， c 錯(cuò)；由庫(kù)侖定律可知， 粒子受到的斥力與距離的平方成反比，粒子距原子核越近，斥力越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變?cè)酱螅瓷⑸浣嵌仍酱?，a 對(duì)， b 錯(cuò)；當(dāng)粒子受到原子核較大的沖量作用時(shí)，動(dòng)量的變化量就大， 即速度的變化量就大，則散射角度就大， d 對(duì)【答案】 ad5在 粒子散射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)在粒子最接近原子核時(shí)，關(guān)于描述粒子的有關(guān)物理量情況正確的是()a動(dòng)能最大b勢(shì)能最小c勢(shì)能最大d粒子與金原子核組成的系統(tǒng)能量最小【解析】粒子和金原子核都帶正電， 庫(kù)侖力表現(xiàn)為斥力， 兩者距離減小