原子核式結(jié)構(gòu)模型上課

第二節(jié)原子的結(jié)構(gòu)

知識(shí)回顧陰極射線是什么？J.J.湯姆孫，1857-1940，英國物理學(xué)家，電子的發(fā)現(xiàn)者。因通過氣體電傳導(dǎo)性的研究，測(cè)出電子的電荷與質(zhì)量的比值，1906年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。e/me=1.76×1011C/kge=1.602×10-19Cme=9.109×10-31Kg思考：那么，這兩種物質(zhì)是怎樣構(gòu)成原子的呢？

電子是原子的組成部分，由于電子是帶負(fù)電的，而原子又是中性的，因此推斷出原子中還有帶正電的物質(zhì)，幾乎占有原子的全部質(zhì)量。

一.湯姆孫的原子模型電子正電荷在湯姆生的原子模型中，原子是一個(gè)球體；正電荷均勻分布在整個(gè)球內(nèi)，而質(zhì)量很小的電子則像布丁中的葡萄干一樣鑲嵌在內(nèi)。一.湯姆孫的原子模型以湯姆孫為首的英國劍橋?qū)W派，在原子物理學(xué)上所取得的這些驚人成就，使歐洲大陸上的物理學(xué)家都拜倒在他們的腳下。從經(jīng)典物理學(xué)的角度看，湯姆孫的模型是很成功的。解釋原子是電中性的，電子在原子里是怎樣分布的，能定性地解釋某些光輻射，能估計(jì)出原子的大小約為一億分之一厘米。一.湯姆孫的原子模型研究方法：

利用高能的粒子撞擊原子盧瑟福分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象認(rèn)識(shí)原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)二、α粒子散射實(shí)驗(yàn)1909～1911年，英國物理學(xué)家盧瑟福和他的助手們進(jìn)行了α粒子散射實(shí)驗(yàn)

α粒子帶有兩個(gè)單位的正電荷，質(zhì)量為氫原子的4倍，電子質(zhì)量的7300倍

二、α粒子散射實(shí)驗(yàn)整個(gè)裝置放在一個(gè)抽真空的容器內(nèi)放射源：放射性元素釙（Po）放出α粒子；金箔：作為靶子，厚度極小，可達(dá)1μm；熒光屏：α粒子打在上面發(fā)出閃光；顯微鏡：能夠繞金箔在水平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)；1、實(shí)驗(yàn)裝置2、實(shí)驗(yàn)過程整個(gè)觀察過程是十分艱苦的，所用時(shí)間也相當(dāng)長你能總結(jié)出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象嗎？3、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象1、絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原來方向前進(jìn)；2、少數(shù)α粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)；極少數(shù)α粒子的偏轉(zhuǎn)超過90°；3、有的（個(gè)別）甚至幾乎達(dá)到180°；盧瑟福對(duì)于上述實(shí)驗(yàn)的結(jié)果感到十分驚奇，他說：“這是我一生中從未有的最難以置信的事，它好比你對(duì)一張紙發(fā)射炮彈，結(jié)果被彈回來而打到自己身上……”（1）粒子出現(xiàn)大角度散射有沒有可能是與電子碰撞后造成的？（2）按照葡萄干布丁模型，粒子在原子附近或穿越原子內(nèi)部后有沒有可能出現(xiàn)大角度偏轉(zhuǎn)？盧瑟福根據(jù)他的導(dǎo)師湯姆生模型計(jì)算的結(jié)果：電子質(zhì)量很小，對(duì)α粒子的運(yùn)動(dòng)方向不會(huì)發(fā)生明顯影響；由于正電荷均勻分布，α粒子所受庫侖力也很小，散射角不超過零點(diǎn)幾度，發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的概率幾乎是零．葡萄干布丁模型無法解釋?duì)亮Ｗ由⑸鋵?shí)驗(yàn)現(xiàn)象！4、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及分析動(dòng)畫1、絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原來方向前進(jìn)；2、少數(shù)α粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)；

極少數(shù)α粒子的偏轉(zhuǎn)超過90°；3、有的（個(gè)別）甚至幾乎達(dá)到180°；說明原子中絕大部分是空的。可見α粒子受到較大的庫侖力作用。電量和質(zhì)量分布范圍很小，集中在一個(gè)中心上。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)阏J(rèn)為原子中的正電荷和質(zhì)量應(yīng)如何分布，才可能造成a粒子的大角度偏轉(zhuǎn)

？動(dòng)畫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)量都集中在原子核里。帶負(fù)電的電子在核外空間繞著核旋轉(zhuǎn)。三、原子的核式模型實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析推理構(gòu)造模型局限性：只研究解釋了原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，無法研究原子核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)等

體育場(chǎng)四、原子核的尺度原子原子核

α粒子散射實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用原子的半徑約為10-10m、原子核半徑約是10-15m，原子核的體積只占原子的體積的萬億分之一注意1、在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，使α粒子發(fā)生偏移的是原子核對(duì)它的庫倫斥力。離原子核越近，受到的庫倫斥力就越大，α粒子的加速度也越大。2、α粒子原子核間的萬有引力遠(yuǎn)小于兩者的庫倫力，故可以忽略不計(jì)，另外處理α粒子等微觀粒子時(shí)，重力一般不計(jì)。第三章1、在用α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)中，盧瑟福觀察到的α粒子的運(yùn)動(dòng)情況是A、全部α粒子穿過金屬箔后仍按原來的方向前進(jìn)B、絕大多數(shù)α粒子穿過金屬箔后仍按原來的方向前進(jìn)，少數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)甚至被彈回C、少數(shù)α粒子穿過金屬箔后仍按原來的方向前進(jìn)，絕大多數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，甚至被彈回D、全部α粒子都發(fā)生很大偏轉(zhuǎn)B練習(xí)練習(xí)2、在盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，有少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，其原因是（）A、原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上B、正電荷在原子中是均勻分布的C、原子中存在著帶負(fù)電的電子D、原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中A3、當(dāng)α粒子被重核散射時(shí)，如圖所示的運(yùn)動(dòng)軌跡哪些是不可能存在的BC練習(xí)已知電子的質(zhì)量m=9.109×10-31Kg，

帶電量e=1.602×10-19C，原子核的質(zhì)量M=1.67×10-27Kg,帶