原子核式結(jié)構(gòu)模型

原子核式結(jié)構(gòu)模型第1頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

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。

me=9.109×10-31Kge=1.602×10-19C

歷史回顧J.J.湯姆孫，1857-1940，英國(guó)物理學(xué)家，電子的發(fā)現(xiàn)者。因通過(guò)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)。思考：那么，這兩種物質(zhì)是怎樣構(gòu)成原子的呢？第2頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五湯姆孫的原子模型：

原子是一個(gè)球體，正電荷均勻分布在整個(gè)球體內(nèi)，電子鑲嵌其中。湯姆孫的原子模型棗糕模型第3頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

以湯姆孫為首的英國(guó)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。他的學(xué)生盧瑟福也接受了湯姆孫的原子模型，1909年盧瑟福建議其學(xué)生兼助手蓋革和羅斯頓用α粒子轟擊金箔去驗(yàn)證湯姆孫原子模型。讓我們來(lái)認(rèn)識(shí)一下盧瑟福吧！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，解釋原子為什么會(huì)發(fā)光，能估計(jì)出原子的大小約為一億分之一厘米。第4頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1895年在新西蘭大學(xué)畢業(yè)后，獲得英國(guó)劍橋大學(xué)的獎(jiǎng)學(xué)金進(jìn)入卡文迪許實(shí)驗(yàn)室，成為湯姆孫的研究生。提出原子結(jié)構(gòu)的核式模型，為原子結(jié)構(gòu)的研究做出很大的貢獻(xiàn)。

1898年，在湯姆孫的推薦下，擔(dān)任加拿大麥吉爾大學(xué)的物理教授。

1907年返回英國(guó)出任曼徹斯特大學(xué)的物理系主任。

1919年接替退休的湯姆孫，擔(dān)任卡文迪許實(shí)驗(yàn)室主任。

1925年當(dāng)選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)主席。1931年受封為納爾遜男爵。

1937年10月19日因病在劍橋逝世，與牛頓和法拉第并排安葬，享年66歲。歐內(nèi)斯特·盧瑟福

1871年8月30日生于新西蘭納爾遜的一個(gè)手工業(yè)工人家庭。并在新西蘭長(zhǎng)大。他進(jìn)入新西蘭的坎特伯雷學(xué)院學(xué)習(xí)。

23歲時(shí)獲得了三個(gè)學(xué)位（文學(xué)學(xué)士、文學(xué)碩士、理學(xué)學(xué)士）。第5頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五科學(xué)成就

1、他關(guān)于放射性的研究確立了放射性是發(fā)自原子內(nèi)部的變化。為開(kāi)辟原子物理學(xué)做了開(kāi)創(chuàng)性的工作。

2、1909年起，盧瑟福根據(jù)α粒子散射試驗(yàn)現(xiàn)象提出原子核式結(jié)構(gòu)模型。把原子結(jié)構(gòu)的研究引上了正確的軌道，被譽(yù)為原子物理學(xué)之父。

3、1919年，盧瑟福做了用α粒子轟擊氮核的實(shí)驗(yàn)，從而發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子。

4、用粒子或γ射線轟擊原子核來(lái)引起核反應(yīng)實(shí)現(xiàn)人工核反應(yīng)，成為人們研究原子核和應(yīng)用核技術(shù)的重要手段。第6頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五桃李滿(mǎn)天下在盧瑟福的悉心培養(yǎng)下，他的學(xué)生和助手有多人獲得了諾貝爾獎(jiǎng)金：1921年，盧瑟福的助手索迪獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)；1922年，盧瑟福的學(xué)生阿斯頓獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)；

1922年，盧瑟福的學(xué)生玻爾獲諾貝爾物理獎(jiǎng)；1927年，盧瑟福的助手威爾遜獲諾貝爾物理獎(jiǎng)；1935年，盧瑟福的學(xué)生查德威克獲諾貝爾物理獎(jiǎng)；1948年，盧瑟福的助手布萊克特獲諾貝爾物理獎(jiǎng)；1951年，盧瑟福的學(xué)生科克拉夫特和瓦耳頓，共同獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)；1978年，盧瑟福的學(xué)生卡皮茨獲諾貝爾物理獎(jiǎng)。

第7頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五原子的核式結(jié)構(gòu)第8頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第9頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第10頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1.α粒子射入金箔時(shí)難免會(huì)與電子碰撞，試估計(jì)這種碰撞對(duì)α粒子速度影響的大??？（α粒子的質(zhì)量約是電子質(zhì)量的7300倍）2.按照湯姆孫的原子模型，正電荷均勻的分布在整個(gè)原子球體內(nèi)，請(qǐng)分析：α粒子穿過(guò)金箔受到電荷的作用后，沿哪些方向前進(jìn)的可能性較大，最不可能沿哪些方向前進(jìn)？同學(xué)們請(qǐng)思考下列問(wèn)題(閱讀教材51頁(yè))第11頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第12頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五粒子散射實(shí)驗(yàn)1、絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后仍沿原來(lái)方向前進(jìn)．2、少數(shù)α粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)．3、極少數(shù)α粒子的偏轉(zhuǎn)超過(guò)90°．4、有的甚至幾乎達(dá)到180°．第一條現(xiàn)象說(shuō)明，原子中絕大部分是空的；第二、三現(xiàn)象可看出，α粒子受到較大的庫(kù)侖力作用；第四條現(xiàn)象可看出，α粒子在原子中碰到了比他質(zhì)量大的多的東西第13頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五結(jié)果分析：電子能否使α粒子大角度偏轉(zhuǎn)？1微米厚的金箔內(nèi)含3000層原子層，絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔仍沿原方向前進(jìn)說(shuō)明什么？少數(shù)α粒子的大角度偏轉(zhuǎn)甚至反彈是怎么造成的？第14頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五請(qǐng)根據(jù)結(jié)果的分析動(dòng)動(dòng)你們手中的筆，展開(kāi)你們的想象力試著畫(huà)出你所認(rèn)為的原子結(jié)構(gòu)模型?。ㄕ?qǐng)不要吝嗇你的草紙）第15頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五原子的核式結(jié)構(gòu)的提出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運(yùn)動(dòng)．第16頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

α粒子穿過(guò)原子時(shí)，電子對(duì)α粒子運(yùn)動(dòng)的影響很小，影響α粒子運(yùn)動(dòng)的主要是帶正電的原子核。而絕大多數(shù)的α粒子穿過(guò)原子時(shí)離核較遠(yuǎn)，受到的庫(kù)侖斥力很小，運(yùn)動(dòng)方向幾乎沒(méi)有改變，只有極少數(shù)α粒子可能與核十分接近，受到較大的庫(kù)侖斥力，才會(huì)發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)。二.原子的核式結(jié)構(gòu)的提出

2.對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋第17頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五米體育場(chǎng)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(gè)簡(jiǎn)單的例子：原子（半徑10-10m）原子核(半徑10-15m）

原子的核式結(jié)構(gòu)米第18頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五盧瑟福原子的核式結(jié)構(gòu)模型的建立過(guò)程湯姆生發(fā)現(xiàn)電子湯姆生原子模型棗糕式盧瑟福原子核式模型α粒子散射實(shí)驗(yàn)行星式第19頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五原子核的電荷與尺度根據(jù)盧瑟福的原子核式模型和α粒子散射的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以推算出各種元素原子核的電荷數(shù)，還可以估計(jì)出原子核的大小。（1）原子的半徑約為10-10米、原子核半徑約是10-15米，原子核的體積只占原子的體積的萬(wàn)億分之一。（2）原子核所帶正電荷數(shù)與核外電子數(shù)以及該元素在周期表內(nèi)的原子序數(shù)相等。第20頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五統(tǒng)計(jì)類(lèi)型穿透金箔后粒子的行為核式結(jié)構(gòu)模型絕大多數(shù)基本上仍沿原來(lái)方向前進(jìn)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)．少數(shù)發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)極少數(shù)偏轉(zhuǎn)角超過(guò)90°個(gè)別的甚至被反彈回來(lái)（原路返回）課堂小結(jié):粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及盧瑟福提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型:第21頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1、在a粒子散射實(shí)驗(yàn)中，使少數(shù)a粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的作用力是原子核對(duì)a粒子的（）A、萬(wàn)有引力B、庫(kù)侖力C、磁場(chǎng)力D、彈力2、在a粒子散射實(shí)驗(yàn)中，如果一個(gè)a粒子跟金箔中的電子相碰，那么（）A．a(chǎn)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)B．a(chǎn)粒子不發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)C．a(chǎn)粒子被彈回D．以上都不對(duì)B

B

點(diǎn)撥：兩個(gè)質(zhì)量非常小的帶電體之間的作用點(diǎn)撥：動(dòng)量知識(shí)——質(zhì)量很大的物體碰撞質(zhì)量很小的物體第22頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3、否定湯姆孫原子模型的實(shí)驗(yàn)及其現(xiàn)象是（

）A．在a粒子散射實(shí)驗(yàn)中，絕大多數(shù)a粒子穿過(guò)金箔后，基本上仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)B．在a粒子散射實(shí)驗(yàn)中，有少數(shù)a粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，有的偏轉(zhuǎn)角度甚至大于90°C．在a粒子散射實(shí)驗(yàn)中，個(gè)別a粒子的偏轉(zhuǎn)角甚至達(dá)到180°D．陰極射線可在磁場(chǎng)或電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)BC

第23頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4、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答案：BC第24頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五你能以講故事的形式把這節(jié)課的內(nèi)容說(shuō)下嗎？比比看誰(shuí)講的精彩！第25頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五課堂練習(xí)：1、提出原子核式結(jié)構(gòu)模型的科學(xué)家是（）

A、湯姆生B、玻爾

C、盧瑟福D、查德威克C第26頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2、盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)理論的主要內(nèi)容有（）

A、原子的中心有個(gè)核，叫做原子核

B、原子的正負(fù)電荷都均勻分布在整個(gè)原子中

C、原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里

D、帶負(fù)電的電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)ACD第27頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3、（97全國(guó)）在盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)中，有少數(shù)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A第28頁(yè)，共30頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4、（2004年廣東綜合）若用x代表一個(gè)中性原子中核外的電子數(shù)，y代表此原子的原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)，z代表此原子的原子核內(nèi)的中子數(shù)，則對(duì)的原子來(lái)說(shuō)（）

A、x=90,y=90,