有關(guān)α粒子散射試驗

知識的回顧……1、誰發(fā)現(xiàn)了陰極射線？2、陰極射線是什么？3、電子是誰確認(rèn)的？第1頁/共26頁第一頁，共27頁。

原子復(fù)雜結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)過程

人類社會是在不斷地發(fā)現(xiàn)、發(fā)明和創(chuàng)造中前進(jìn)的。直到19世紀(jì)末，人們還認(rèn)為原子是構(gòu)成物質(zhì)的最小單位而不可再分，當(dāng)湯姆生在1897年發(fā)現(xiàn)電子后，人們才認(rèn)識到原子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。第2頁/共26頁第二頁，共27頁。

英國物理學(xué)家。1856年12月18日出生于英格蘭曼徹斯特。

湯姆生(JosephJohnThomson,1856～1940年)杰出貢獻(xiàn):

1897年發(fā)現(xiàn)電子(榮獲1906年諾貝爾物理獎)第3頁/共26頁第三頁，共27頁。分析已知情況：電子是原子的一個組成部分；電子質(zhì)量很小，遠(yuǎn)小于原子的總質(zhì)量；電子帶負(fù)電，但原子呈電中性。由此可斷定：原子內(nèi)還有帶正電的且具有絕大部分原子質(zhì)量的物質(zhì)問題：這部分物質(zhì)與電子在原子中是怎么分布的？第4頁/共26頁第四頁，共27頁。3.2原子的結(jié)構(gòu)3-5第三章原子結(jié)構(gòu)之謎清遠(yuǎn)市一中陳召平第5頁/共26頁第五頁，共27頁。

科學(xué)靠兩條腿走路，一個是理論，一個是實(shí)驗。有時一條腿走在前面，有時另一條腿走在前面。但只有使用兩條腿，才能前進(jìn)。

——密立根第6頁/共26頁第六頁，共27頁。湯姆生原子結(jié)構(gòu)模型

原子是一個球體，正電荷均勻地分布在整個球內(nèi)，電子像布丁里的葡萄干那樣鑲嵌在原子里面。葡萄干布丁模型第7頁/共26頁第七頁，共27頁。

湯姆生的葡萄干布丁原子模型能解釋當(dāng)時發(fā)現(xiàn)的一些現(xiàn)象，如定性地解釋某些光輻射，因而曾被廣泛接受。

但勒納德1903年做了一個實(shí)驗，使電子束射到金屬膜上，發(fā)現(xiàn)較高速度的電子很容易穿透原子。似乎原子不是一個實(shí)心球體……第8頁/共26頁第八頁，共27頁。

用什么方法去研究象原子這樣的微觀粒子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)呢？

用其它微觀粒子或一些射線轟擊第9頁/共26頁第九頁，共27頁。

1871年8月30日生于新西蘭

杰出貢獻(xiàn)

1899年命名α射線、β射線；發(fā)現(xiàn)放射性元素“釷”；

1902年提出原子自然蛻變理論；

盧瑟福(1871～1937年)1911年提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型；1919年發(fā)現(xiàn)質(zhì)子，預(yù)言中子。第10頁/共26頁第十頁，共27頁。著名的

粒子散射實(shí)驗裝置盧瑟福1909～1911年，英國物理學(xué)家盧瑟福和他的助手們進(jìn)行了

粒子散射實(shí)驗放射源金箔可轉(zhuǎn)動的帶有熒光屏的顯微鏡α粒子散射實(shí)驗真空作用：

統(tǒng)計散射到各個方向的α粒子所占的比例，可以推測原子中正負(fù)電荷的分布情況第11頁/共26頁第十一頁，共27頁。根據(jù)湯姆孫原子模型：

1、電子質(zhì)量很小，對α

粒子的運(yùn)動方向不會發(fā)生明顯影響；α粒子散射實(shí)驗

請預(yù)測α

粒子可能的運(yùn)動情況？2、由于正電荷均勻分布，α

粒子所受庫侖力也很??；故α粒子偏轉(zhuǎn)角度不會很大．第12頁/共26頁第十二頁，共27頁。α粒子散射實(shí)驗第13頁/共26頁第十三頁，共27頁。絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原來方向前進(jìn)，但少數(shù)α粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，并且有極少數(shù)α粒子的偏轉(zhuǎn)超過了90°，有的甚至幾乎達(dá)到180°。α粒子散射實(shí)驗

盧瑟福對于上述實(shí)驗的結(jié)果感到十分驚奇，他說：“這簡直不可思議！這就好像你對一張薄薄的紙射出一顆15英寸口徑的炮彈，卻被反射回來的炮彈擊中一樣……”α粒子散射實(shí)驗的現(xiàn)象第14頁/共26頁第十四頁，共27頁。α粒子散射實(shí)驗（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)部后有沒有可能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)？（3）你認(rèn)為原子中的正電荷應(yīng)如何分布，才有可能造成ɑ粒子的大角度偏轉(zhuǎn)？為什么？原子結(jié)構(gòu)的葡萄干布丁模型能否解釋？第15頁/共26頁第十五頁，共27頁。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（約八千分之一）發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)．3、極少數(shù)α粒子的偏轉(zhuǎn)角度超過90°甚至達(dá)到180°．第一條現(xiàn)象說明:原子中絕大部分是“空”的第二條現(xiàn)象可看出:原子內(nèi)部有“核”存在第三條現(xiàn)象可看出:α粒子碰到了比它質(zhì)量大很多的東西（質(zhì)量很集中），且受到的作用力很大（電量很集中）α粒子散射實(shí)驗現(xiàn)象第16頁/共26頁第十六頁，共27頁。原子的核式結(jié)構(gòu)模型盧瑟福分析實(shí)驗數(shù)據(jù)認(rèn)為：所有正電物質(zhì)集中在很小的空間范圍湯姆孫的原子模型無法解釋大角度散射的實(shí)驗結(jié)果

原子的中心有一個帶正電的很小的原子核，它集中了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)．第17頁/共26頁第十七頁，共27頁。原子核式結(jié)構(gòu)模型的α粒子散射圖景原子的核式結(jié)構(gòu)的提出

第18頁/共26頁第十八頁，共27頁。體育場

根據(jù)盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型，原子內(nèi)部是十分“空曠”的，舉一個簡單的例子：原子原子核

10-10m10-15m原子核的尺寸第19頁/共26頁第十九頁，共27頁。小結(jié)盧瑟福原子的核式結(jié)構(gòu)模型的建立過程湯姆生發(fā)現(xiàn)電子湯姆生原子模型葡萄干布丁式盧瑟福原子模型α粒子散射實(shí)驗核式行星式第20頁/共26頁第二十頁，共27頁。效果檢測1．有關(guān)α粒子散射實(shí)驗，下列說法中正確的是（）A絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后不改變方向；Bα粒子碰到電子后運(yùn)動方向幾乎不發(fā)生改變；Cα粒子散射實(shí)驗，肯定了湯姆生的原子結(jié)構(gòu)模型；Dα粒子散射實(shí)驗，是盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)模型的實(shí)驗依據(jù)。ABD第21頁/共26頁第二十一頁，共27頁。效果檢測2．下列對原子的結(jié)構(gòu)的認(rèn)識中正確的是（）A原子中絕大部分是空的，原子核很?。籅電子在核外旋轉(zhuǎn)，庫侖力提供向心力；C原子的全部正電荷和全部質(zhì)量都集中在原子核里；D原子核的直徑大約為10-10mAB第22頁/共26頁第二十二頁，共27頁。效果檢測3．如圖所示為α粒子散射實(shí)驗中α粒子穿過某一金原子核附近時的示意圖，A、B、C三點(diǎn)分別位于兩個等勢面上，則以下說法中正確的是（）+ABCAα粒子在A處的速率比在B處的速率??；Bα粒子在B處的速率最大；Cα粒子在A、C處的速度相同；Dα粒子在B處的速率比在C處的速率小。D第23頁/共26頁第二十三頁，共27頁。4、當(dāng)α粒子被重核散射時，如圖所示的運(yùn)動軌跡哪些是不可能存在的？答案：BC效果檢測第24頁/共26頁第二十四頁，共27頁。祝同學(xué)們學(xué)習(xí)愉快！第25頁/共26頁第二十五頁，共27頁。感謝您的觀看。第26頁/共26頁第二十六頁，共27頁。內(nèi)容總結(jié)知識的回顧。電子質(zhì)量很小，遠(yuǎn)小于原子的總質(zhì)量。有時一條腿走在前面，有時另一條腿走在前面。1899