高二 粵教版 物理選擇性必修第三冊 第五章《第一節(jié) 原子的結(jié)構(gòu)（第1課時） 》課件

第一節(jié)

原子的結(jié)構(gòu)（第1課時）高二—粵教版—物理選擇性必修第三冊—第五章學(xué)習(xí)目標(biāo)

了解湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子的過程和棗糕模型的建立

知道α粒子散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

知道原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要內(nèi)容

情境導(dǎo)入

1858年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了陰極射線，在一個抽成真空的玻璃管兩端加上高電壓，這時陰極會發(fā)出一種射線，稱為陰極射線，陰極射線究竟是什么？是原子？還是更小的帶電微粒？一、電子的發(fā)現(xiàn)（一）陰極射線

在研究氣體導(dǎo)電的玻璃管內(nèi)有陰、陽兩極，若在兩極間加一定電壓，陰極便發(fā)出一種射線，這種射線稱為陰極射線。

特點(diǎn)：陰極射線碰到熒光物質(zhì)后能使其發(fā)光。陽極熒光屏狹縫陰極（二）關(guān)于陰極射線的兩種爭論1.陰極射線是類似于X射線的電磁波；2.陰極射線是帶電微粒。

1.實(shí)驗(yàn)探究：陰極

K

發(fā)出的帶電粒子→小孔A、B→金屬板P、P′→管壁P1

處產(chǎn)生熒光斑點(diǎn)→當(dāng)施加電場后，帶電粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，P2

處產(chǎn)生熒光斑點(diǎn)。結(jié)論：陰極射線中粒子所帶電荷為負(fù)電荷。(三)湯姆孫對陰極射線的研究極板長

LKABPP′θP1P2+-+-J.J湯姆孫(三)湯姆孫對陰極射線的研究2.帶電粒子比荷e/m的測定過程在PP′兩極間加入合適的電場，并逐步增大電壓，使屏幕上的亮點(diǎn)逐漸向屏幕下方偏移，直到屏幕上恰好看不見亮點(diǎn)為止，記下此時外加電壓U.偏轉(zhuǎn)位移在PP′之間施加一個大小合適、方向垂直于紙面的磁場，使屏幕正中心重現(xiàn)亮點(diǎn)。射線粒子的速度大小

結(jié)論：帶電粒子比荷

LKABPP′P1P2+-+-（1）帶負(fù)電的粒子是構(gòu)成各種物質(zhì)的共有成分。（2）陰極射線粒子的比荷是氫離子比荷的近2000倍，而該粒子所帶電荷的大小與氫離子大致相同，所以這種粒子的質(zhì)量比氫離子小得多。這種帶負(fù)電的粒子即為電子。（五）密立根的結(jié)論（油滴實(shí)驗(yàn)）（1）電子的電荷量為e=1.6022×10-19C。電子電荷量e為最小的電荷量，稱為元電荷。電子質(zhì)量me=9.1094×10-31kg，氫離子質(zhì)量是電子質(zhì)量的

1836倍。（2）任何帶電體的電荷只能是元電荷e

的整數(shù)倍。(四)湯姆孫的結(jié)論（五）發(fā)現(xiàn)電子的意義1.電子是原子的基本組成部分。2.原子還可以再分，除了電子，還包括質(zhì)量較大且?guī)д姷牧Ｗ印?/p>

例1.如圖所示，在陰極射線管正上方平行放一通有強(qiáng)電流的長直導(dǎo)線，則陰極射線將（）

A．向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)

B．向紙外偏轉(zhuǎn)

C．向下偏轉(zhuǎn)

D．向上偏轉(zhuǎn)

解析：因?yàn)殛帢O射線是帶負(fù)電的電子流，電子從負(fù)極端射出，由左手定則可判定陰極射線(電子)向上偏轉(zhuǎn)。故D選項(xiàng)正確。

D二、原子的核式結(jié)構(gòu)模型（一）湯姆孫的“棗糕”模型

“棗糕”模型：原子是個球體，正電荷彌漫性地均勻分布在整個球體內(nèi)，電子鑲嵌其中。

缺陷：

不能解釋高速電子容易穿透原子的現(xiàn)象。

（二）α粒子散射實(shí)驗(yàn)

盧瑟福人物介紹

歐內(nèi)斯特·盧瑟福(1871年8月30日－1937年10月19日），英國著名物理學(xué)家，被稱為原子核物理學(xué)之父。學(xué)術(shù)界公認(rèn)他為繼法拉第之后最偉大的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家，1908年，盧瑟福獲得諾貝爾化學(xué)獎。

盧瑟福領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)成功地證實(shí)在原子的中心有個原子核，創(chuàng)建了盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型（行星模型）。

盧瑟福的實(shí)驗(yàn)室被后人稱為“諾貝爾獎得主的幼兒園”。他的學(xué)生和助手有多人獲得了諾貝爾獎。如1922年，盧瑟福的學(xué)生玻爾獲諾貝爾物理獎；1935年，盧瑟福的學(xué)生查德威克獲諾貝爾物理獎。盧瑟福（二）α粒子散射實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)探究：在真空中，一束α粒子打在金箔上，通過探測屏或者顯微鏡觀察某一時間內(nèi)向某一方向散射的α粒子數(shù)。金箔狹縫探測屏α

粒子發(fā)生器視頻：模擬α粒子散射實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)象：絕大多數(shù)

α

粒子穿越金箔后仍沿原方向前進(jìn)，少數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)角超過

。（二）α粒子散射實(shí)驗(yàn)(三)原子的核式結(jié)構(gòu)模型

盧瑟福依據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)：原子中心有一個很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)。

例2.（多選）盧瑟福對α粒子散射實(shí)驗(yàn)的解釋是（

）

A．使α粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力主要是原子中電子對α粒子的作用力

B．使α粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力是庫侖力

C．原子核很小，α粒子接近它的機(jī)會很小，所以絕大多數(shù)的α粒子仍沿原來的方向前進(jìn)

D．能產(chǎn)生大角度偏轉(zhuǎn)的α粒子是穿過原子時離原子核近的α粒子

解析：原子核帶正電與α粒子間存在庫侖力，當(dāng)α粒子靠近原子核時受庫侖力而偏轉(zhuǎn)，故B對，A錯；由于原子核非常小，絕大多數(shù)粒子經(jīng)過時離核較遠(yuǎn)因而運(yùn)動方向幾乎不變，只有離核很近的α粒子受到的庫侖力較大，方向改變較多，故C、D對。BCD(四)原子核的電荷與尺度1.原子核的電荷原子核的電荷數(shù)等于核外電子數(shù)，等于原子序數(shù)。2.原子核的尺度

原子核大小的數(shù)量級為10－15m，原子大小數(shù)量級為10－10m，兩者相差十萬倍之多，可見原子內(nèi)部十分“空曠”。若原子相當(dāng)于一個立體的足球場的話，則原子核就象足球場中的一粒米。約10-10m

10-15m~10-14m

例3.（多選）關(guān)于原子的核式結(jié)構(gòu)模型，下列說法正確的是（）

A．原子中絕大部分是“空”的，原子核很小

B．電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)的向心力是原子核對它的庫侖力

C．原子的全部電荷和質(zhì)量都集中在原子核里

D．原子核的直徑的數(shù)量級是10－10

mABAC

解析：在盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，α粒子穿過金箔后，絕大多數(shù)α粒子仍沿原來的方向前進(jìn)，