2014326原子核式結構2

1、原子核式結構模型 2014.3.26 一、回顧舊知 陰極射線的本質(zhì)是什么？揭示什么問題？Q1，原子整體是呈電中性的，那么原子中正負電荷是怎么分布的？二、原子中正負電荷如何分布的研究 1、湯姆孫的原子模型“棗糕模型” 原子是一個球體，正電荷彌漫性地均勻分布在整個球體內(nèi)，電子對稱性的鑲嵌其中。湯姆孫的原子模型湯姆孫的原子模型棗糕模型棗糕模型 湯姆孫原子模型的作用不僅能解釋原子為什么是電中性的，電子在原子里是怎樣分布的，還能解釋陰極射線等現(xiàn)象。根據(jù)這個模型估算出原子大小約 cm，正由于湯姆孫模型能解釋當時很多的實驗事實，所以很容易被許多物理學家所接受。810 1909190919111911年，英國

2、物理年，英國物理學家盧瑟福和他的助手們進學家盧瑟福和他的助手們進行了行了 粒子散射實驗粒子散射實驗盧盧瑟瑟福福著名的著名的 粒子散射實驗粒子散射實驗 Q2，為什么可以用 金箔做散射實驗來研究原子的結構？實驗現(xiàn)象和結果實驗現(xiàn)象和結果實驗現(xiàn)象和結果實驗現(xiàn)象和結果實驗現(xiàn)象和結果實驗現(xiàn)象和結果實驗結果歸納：沿原方向前進：沿原方向前進：發(fā)生大角度偏轉，甚至偏轉角度超：發(fā)生大角度偏轉，甚至偏轉角度超過過90900 0極少數(shù)甚至個別粒子做極少數(shù)甚至個別粒子做180180度反彈度反彈結果分析 Q3.電子能否使電子能否使粒子發(fā)生大角度散射？粒子發(fā)生大角度散射？分析：粒子跟電子碰撞過程中，兩者動量變化量是相等的，

3、但由于粒子質(zhì)量是 電子質(zhì)量的7300倍，因此碰撞后質(zhì)量大的粒子速度幾乎不變，故電子對 粒子在速度大小和方向上的影響就像灰塵對槍彈的影響是完全可以忽略的。 即：電子不可能使 粒子發(fā)生大角度散射。Q4.那么導致少數(shù)那么導致少數(shù)粒子粒子發(fā)生發(fā)生大角度偏轉甚至反彈大角度偏轉甚至反彈的主要原因是的主要原因是什么什么？分析：少數(shù) 粒子的大角度偏轉甚至反彈，表明這些 粒子在原子中的某個地方受 到了質(zhì)量比它本身大得多的物質(zhì)作用，并且是帶正電的。Q5:若按若按湯姆孫模型預言湯姆孫模型預言，粒子散射實驗的粒子散射實驗的結果結果應應是怎樣？是怎樣？正電荷在原子內(nèi)部均勻分布，正電荷在原子內(nèi)部均勻分布， 粒子穿過原子時

4、，由于粒子兩側粒子穿過原子時，由于粒子兩側正電荷對它的斥力大部分互相抵消，使正電荷對它的斥力大部分互相抵消，使粒子偏轉的力不會很大。粒子偏轉的力不會很大。Q6. 1微米厚的金箔內(nèi)含微米厚的金箔內(nèi)含3000層原子層，絕大多數(shù)層原子層，絕大多數(shù)粒子穿粒子穿過金箔仍沿原方向前進說明什么？過金箔仍沿原方向前進說明什么？分析：絕大多數(shù)粒子運動方向沒有發(fā)生明顯的變化說明絕大多數(shù)粒子在穿過 時基本上沒有受到力的作用，表明：原子中絕大部分是空的，占原子質(zhì) 量絕大部分的帶正電的那部分物質(zhì)集中在很小的空間范圍。由此可見，由此可見， 粒子粒子散射實驗散射實驗是對湯姆孫模型的徹底否定，新是對湯姆孫模型的徹底否定，新模

5、型進一步是怎么提出的呢？模型進一步是怎么提出的呢？三、原子核式結構模型的提出 在原子的中心有一個很小的核，叫做原子核原子的全部正電荷和幾乎在原子的中心有一個很小的核，叫做原子核原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里帶負電的電子在核外空間繞著核旋轉。全部質(zhì)量都集中在原子核里帶負電的電子在核外空間繞著核旋轉。原子核式結構模型的 根據(jù)盧瑟福的原子結構模型，原子內(nèi)部是十分根據(jù)盧瑟福的原子結構模型，原子內(nèi)部是十分“空曠空曠”的，舉一個簡單的例子：的，舉一個簡單的例子：體育場原子原子核原子核的電荷和尺度 根據(jù)盧瑟福的原子核式結構模型和粒子散射的實驗數(shù)據(jù)，可以推算出各種元素原子核的電荷數(shù)，還可估計出

6、原子核的大小。 m1010m1510 a.電子整個顯電中性，故各種元素的原子核電荷數(shù)（核中質(zhì)子數(shù)）等于核外電子數(shù)，非常接近它們的原子序數(shù)，即元素周期表中的各種元素是按原子中電子數(shù)來排列的； b.電子繞核旋轉所需向心力就是核對它的庫侖力；c.原子半徑的數(shù)量級是 ，核半徑的數(shù)量級為 ，兩者相差十萬倍之多【反饋練習】 1、在用、在用粒子轟擊金箔的實驗中，盧瑟福觀察到的粒子轟擊金箔的實驗中，盧瑟福觀察到的粒粒子的運動情況是子的運動情況是 A、全部、全部粒子穿過金屬箔后仍按原來的方向前進粒子穿過金屬箔后仍按原來的方向前進 B、絕大多數(shù)、絕大多數(shù)粒子穿過金屬箔后仍按原來的方向前進，粒子穿過金屬箔后仍按原來

7、的方向前進，少數(shù)發(fā)生較大偏轉，極少數(shù)甚至被彈回少數(shù)發(fā)生較大偏轉，極少數(shù)甚至被彈回 C、少數(shù)、少數(shù)粒子穿過金屬箔后仍按原來的方向前進，絕大粒子穿過金屬箔后仍按原來的方向前進，絕大多數(shù)發(fā)生較大偏轉，甚至被彈回多數(shù)發(fā)生較大偏轉，甚至被彈回 D、全部、全部粒子都發(fā)生很大偏轉粒子都發(fā)生很大偏轉答案：答案：B2、盧瑟福、盧瑟福粒子散射實驗的結果粒子散射實驗的結果A、證明了質(zhì)子的存在、證明了質(zhì)子的存在B、證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的、證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的C、說明原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在、說明原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個很小的核上一個很小的核上D、說明原子的電子只能在某些不連續(xù)的軌道上運動、說明原子的電子只能在某些不連續(xù)的軌道上運動答案：答案：C3、當、當粒子被重核散射時，如圖所示的運動軌跡哪些是不粒子被重核散射時，如圖所示的