《α粒子散射實(shí)驗(yàn)》講義

《α粒子散射實(shí)驗(yàn)》講義一、緒論——撩開物理學(xué)的神秘面紗（一）知識(shí)速填1、物理學(xué)是什么物理學(xué)是研究物質(zhì)、能量、空間和時(shí)間基本性質(zhì)及其相互關(guān)系的科學(xué)。同學(xué)們可以把物理學(xué)想象成一個(gè)超級(jí)大的拼圖，每一個(gè)小的知識(shí)點(diǎn)就是拼圖的一塊，我們要把這些塊慢慢拼起來(lái)，才能看到整個(gè)物理世界的全貌哦。2、物理學(xué)的研究范圍從微觀的原子、分子（就像超級(jí)小的小不點(diǎn)一樣），到宏觀的宇宙天體（像超級(jí)大的星球之類的）都是物理學(xué)研究的對(duì)象。比如說(shuō)，原子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)是怎么回事，行星是怎么繞著恒星轉(zhuǎn)的，這些都是物理學(xué)要解決的謎題。3、物理學(xué)的重要性物理學(xué)可厲害了，它是很多其他科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)。像我們現(xiàn)在用的手機(jī)，里面的電路設(shè)計(jì)、信號(hào)傳輸都離不開物理學(xué)的知識(shí)。沒(méi)有物理學(xué)，就沒(méi)有現(xiàn)代科技的這些好東西啦。（二）即學(xué)即用思考判斷(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”）1、物理學(xué)只研究看得見摸得著的東西。（×）同學(xué)們想啊，像磁場(chǎng)這種東西，我們看不見也摸不著，但是物理學(xué)能研究它呢，所以這個(gè)說(shuō)法不對(duì)。2、物理學(xué)的發(fā)展對(duì)人類社會(huì)影響不大。（×）那可大錯(cuò)特錯(cuò)啦！從電燈的發(fā)明到現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)，哪一個(gè)離得開物理學(xué)呀？（三）考點(diǎn)理解1、關(guān)于物理學(xué)的研究對(duì)象，下列說(shuō)法正確的是(）A.只研究固體和液體B.只研究宏觀物體C.從微觀到宏觀都是研究對(duì)象D.只研究力和運(yùn)動(dòng)答案是C。就像我們剛剛說(shuō)的，物理學(xué)研究的范圍可廣了，從小小的原子到大大的宇宙呢。二、第一章碰撞與動(dòng)量守恒（一）知識(shí)速填1、碰撞碰撞就是兩個(gè)或多個(gè)物體在短時(shí)間內(nèi)相互作用的過(guò)程。比如說(shuō)，兩個(gè)小球撞在一起，這就是一種碰撞。碰撞的時(shí)候，物體的速度啊、運(yùn)動(dòng)方向啊可能都會(huì)發(fā)生變化。2、動(dòng)量動(dòng)量是一個(gè)很重要的概念，它等于物體的質(zhì)量乘以速度，也就是$p＝m\timesv$。這個(gè)就像一個(gè)物體帶著自己的“運(yùn)動(dòng)能力”一樣。質(zhì)量大速度快的物體，動(dòng)量就大。3、動(dòng)量守恒定律如果一個(gè)系統(tǒng)不受外力或者所受外力的合力為零，那么這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。打個(gè)比方，就像在一個(gè)很光滑的冰面上，兩個(gè)人互相推，一個(gè)人向左動(dòng)，另一個(gè)人就會(huì)向右動(dòng)，他們總的動(dòng)量還是和原來(lái)一樣的（假設(shè)冰面沒(méi)有摩擦力這個(gè)外力）。（二）即學(xué)即用思考判斷(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”）1、只有兩個(gè)物體碰撞時(shí)才會(huì)有動(dòng)量守恒。（×）同學(xué)們，只要是一個(gè)系統(tǒng)不受外力或者外力合力為零，不管是幾個(gè)物體，它們的總動(dòng)量都守恒呢。2、動(dòng)量守恒時(shí)，每個(gè)物體的動(dòng)量都不會(huì)改變。（×）不是的哦，在一個(gè)系統(tǒng)里，可能一個(gè)物體的動(dòng)量增加了，另一個(gè)物體的動(dòng)量就會(huì)減少，這樣總的動(dòng)量才守恒。（三）考點(diǎn)理解1、兩個(gè)質(zhì)量分別為$m_1$和$m_2$的小球在光滑水平面上發(fā)生碰撞，碰撞前它們的速度分別為$v_1$和$v_2$，碰撞后它們的速度分別為$v_1'＄和$v_2'＄，如果系統(tǒng)動(dòng)量守恒，那么下列等式正確的是(）A.＄m_1v_1＋m_2v_2＝m_1v_1'＋m_2v_2'＄B.＄m_1v_1m_2v_2＝m_1v_1'm_2v_2'＄C.＄m_1v_1＝m_1v_1'＋m_2v_2'＄D.＄m_2v_2＝m_1v_1'＋m_2v_2'＄答案是A。根據(jù)動(dòng)量守恒定律，碰撞前系統(tǒng)的總動(dòng)量等于碰撞后系統(tǒng)的總動(dòng)量，也就是$m_1v_1＋m_2v_2$（碰撞前）等于$m_1v_1'＋m_2v_2'＄（碰撞后）。三、第三章原子結(jié)構(gòu)之謎第二節(jié)原子的結(jié)構(gòu)α粒子散射實(shí)驗(yàn)（一）知識(shí)速填1、原子結(jié)構(gòu)的探索歷程以前人們對(duì)原子結(jié)構(gòu)不太清楚，有很多的猜測(cè)。后來(lái)經(jīng)過(guò)很多科學(xué)家的努力，慢慢才發(fā)現(xiàn)原子的一些奧秘。2、α粒子散射實(shí)驗(yàn)這個(gè)實(shí)驗(yàn)可重要啦?？茖W(xué)家用α粒子（一種帶正電的粒子）去轟擊金箔。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很有趣哦。大部分α粒子能穿過(guò)金箔，就像子彈穿過(guò)薄紙一樣，幾乎不改變方向；但是有一小部分α粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)，甚至有極少數(shù)的α粒子被反彈回來(lái)。3、原子的核式結(jié)構(gòu)模型根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。他認(rèn)為原子的中心有一個(gè)很小的原子核，原子核帶正電，而電子在原子核外面繞著原子核轉(zhuǎn)，就像行星繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)一樣。不過(guò)電子和原子核之間的空間可大多了，就像太陽(yáng)系里行星和太陽(yáng)之間的空間很大一樣。（二）即學(xué)即用思考判斷(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”）1、在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，所有的α粒子都被反彈回來(lái)。（×）同學(xué)們，要是所有α粒子都被反彈回來(lái)，那這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果就太奇怪啦。實(shí)際上只有極少數(shù)α粒子被反彈回來(lái)哦。2、原子的核式結(jié)構(gòu)模型中，電子是靜止的。（×）不是的，電子在原子核外面是運(yùn)動(dòng)著的，就像地球繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)一樣，是一直在動(dòng)的。（三）考點(diǎn)理解1、在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因是(）A.金原子內(nèi)部的電子對(duì)α粒子的作用力B.金原子的原子核對(duì)α粒子的作用力C.金原子的原子核對(duì)α粒子的吸引力D.金原子的電子對(duì)α粒子的吸引力答案是B。因?yàn)榻鹪拥脑雍藥д?，α粒子也帶正電，同種電荷相互排斥，所以是原子核對(duì)α粒子的作用力讓?duì)亮Ｗ影l(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的?；?dòng)環(huán)節(jié)1、現(xiàn)在老師要考考大家，誰(shuí)能再舉一個(gè)生活中動(dòng)量守恒的例子呀？（讓學(xué)生回答）2、對(duì)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)，大家覺(jué)得為什么大部分α粒子能穿過(guò)金箔呢？（讓學(xué)生回答并討論）課后習(xí)題1、一個(gè)質(zhì)量為$3kg$的物體，以$5m/s$的速度運(yùn)動(dòng)，它的動(dòng)量是多少？（答案：＄15kg\cdotm/s$，根據(jù)動(dòng)量公式$p＝m\times