原子的核式结构模型

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2,.,原子的核式结构模型,第十八章 原子结构,电子是原子的组成部分，,由于电子是带负电的，,而原子又是中性的，因,此推断出原子中还有带,正电的物质，几乎占有,原子的全部质量。,m,e,=9.109,10,-31,Kg,e=1.602,10,-19,C,历史回顾,J.J.,汤姆孙，,1857-1940,，英国物理学家，电子的发现者。,因通过气体导电传导性的研究，测出电子的电荷与质量的比值，,1906,年获诺贝尔物理学奖。,思考：那么，这两种物质是怎样构成原子的呢？,一、汤姆孙的原子模型,-,枣糕模型,原子是一个球体，正电荷,均匀分布,在整个球体内，电子,镶嵌,其中。,汤姆孙的原子模型,枣糕模型,以汤姆孙为首的英国剑桥学派，在原子物理学上所取得的这些惊人成就，使欧洲大陆上的物理学家都拜倒在他们的脚下。他的学生卢瑟福也接受了汤姆孙的原子模型，,1909,年卢瑟福建议其学生兼助手盖革和马斯顿用,粒子轰击金箔去,验证,汤姆孙原子模型。,让我们来认识一下卢瑟福吧,！,从经典物理学的角度看，汤姆孙的模型是很,成功,的。解释原子是电中性的，电子在原子里是怎样分布的，解释原子为什么会发光，能估计出原子的大小约为一亿分之一厘米。,1895,年在新西兰大学毕业后，获得英国剑桥大学的奖学金进入卡文迪许实验室，成为汤姆孙的研究生。提出原子结构的核式模型，为原子结构的研究做出很大的贡献。,1898,年，在汤姆孙的推荐下，担任加拿大麦吉尔大学的物理教授。,1907,年返回英国出任曼彻斯特大学的物理系主任。,1919,年接替退休的汤姆孙，担任卡文迪许实验室主任。,1925,年当选为英国皇家学会主席。,1931,年受封为纳尔逊男爵。,1937,年,10,月,19,日因病在剑桥逝世，与牛顿和法拉第并排安葬，享年,66,岁。,欧内斯特,卢瑟福,1871,年,8,月,30,日生于新西兰纳尔逊的一个手工业工人家庭。并在新西兰长大。他进入新西兰的坎特伯雷学院学习。,23,岁时获得了三个学位（文学学士、文学硕士、理学学士）。,科学成就,1.,他关于,放射性的研究,确立了放射性是发自原子内部的变化。为开辟原子物理学做了开创性的工作。,2.,1909,年起，卢瑟福根据,a,粒子散射试验现象提出原子核式结构模型。把原子结构的研究引上了正确的轨道，被誉为,原子物理学之父,。,3.1919,年，卢瑟福做了用,粒子轰击氮核的实验，从而,发现了质子。,4.,用粒子或,射线轰击原子核来引起核反应,实现人工核反应,，成为人们研究原子核和应用核技术的重要手段。,桃李满天下,在卢瑟福的悉心培养下，,他的学生和助手有多人获得了诺贝尔奖金：,1921,年，卢瑟福的助手索迪获诺贝尔化学奖；,1922,年，卢瑟福的学生阿斯顿获诺贝尔化学奖；,1922,年，卢瑟福的学生玻尔获诺贝尔物理奖；,1927,年，卢瑟福的助手威尔逊获诺贝尔物理奖；,1935,年，卢瑟福的学生查德威克获诺贝尔物理奖；,1948,年，卢瑟福的助手布莱克特获诺贝尔物理奖；,1951,年，卢瑟福的学生科克拉夫特和瓦耳顿，共同 获得诺贝尔物理奖；,1978,年，卢瑟福的学生卡皮茨获诺贝尔物理奖。,二,.,粒子散射实验,1.,实验装置,放射源,放射性元素钋（,Po,）放出,粒子，,粒子 是氦核，带,2e,正电荷，质量是氢原子的,4,倍，具有较大的动能。,金箔,作为靶子，厚度,1m,重叠了,3000,层左右的 金原子。,荧光屏,粒子打在上面发出闪光。,显微镜,通过显微镜观察闪光，且可,360,转动观察不同角度,粒子的到达情况,。,汤姆孙模型预言的,粒子散射实验的结果是怎样的？,正电荷在原子内部均匀分布，,粒子穿过原子时，由于粒子两侧正电荷对它的斥力大部分互相抵消，使,粒子偏转的力不会很大。,二,.,粒子散射实验,2.,实验现象,绝大多数,粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进，,少数,粒子（约占,8000,分之一）发生了较大的偏转，,极少数,粒子的偏转超过了,90,，有的甚至几乎被撞了回来。,结果分析：,电子能否使,粒子大角度偏转？,1,微米厚的金箔内含,3000,层原子层，绝大多数,粒子穿过金箔仍沿原方向前进说明什么？,少数,粒子的大角度偏转甚至反弹是怎么造成的？,二,.,粒子散射实验,卢瑟福对于上述实验的结果感到十分惊奇，他说：,“,这是我一生中从未有的最难以置信的事，它好比你对一张纸发射炮弹，结果被发弹回来而打到自己身上。,”,3.,实验分析,思考：为什么会这样说？汤姆逊枣糕原子模型能否解释这种现象？,二,.,粒子散射实验,卢瑟福,根据他的导师汤姆生模型计算的结果：,电子质量很小，对,粒子的运动方向不会发生明显影响；由于正电荷均匀分布，,粒子所受库仑力也很小，散射角不超过零点几度，发生大角度偏转的几率几乎是零,实验结果与之前预测完全不一致，所以原子结构模型必须重新构思,!,实验结果却是有八千分之一的粒子发生了大角度偏转,！,在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核。原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕着核旋转。,三,.,原子的核式结构的提出,1.,原子的核式结构模型,粒子穿过原子时，电子对,粒子运动的影响很小，影响,粒子运动的主要是带正电的原子核。,而,绝大多数的,粒子,穿过原子时离核较远，受到的库仑斥力很小，运动方向几乎没有改变，只有,极少数,粒子,可能与核十分接近，受到较大的库仑斥力，才会发生大角度的偏转,。,三,.,原子的核式结构的提出,2.,对,粒子散射实验现象,解释,课堂小结,粒子散射实验现象及卢瑟福提出原子的核式结构模型,:,根据卢瑟福的原子核式模型和,粒子散射的实验数据，可以推算出各种元素原子核的电荷数，还可以估计出原子核的大小。,（,1,）原子的半径约为,10,-10,m,、原子核半径约是,10,-15,m,，原子核的体积只占原子的体积的万亿分之一。,（,2,）原子核所带,正电荷数,与核外,电子数,以及该元素在周期表内的,原子序数相等,。,四,.,原子核的电荷与尺度,根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分,“,空旷,”,的，举一个简单的例子：,露珠和体育场,体育场,原子,原子核,四,.,原子核的电荷与尺度,1,、在用,粒子轰击金箔的实验中，卢瑟福观察到的,粒子的运动情况是（）,A.,全部,粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进,B.,绝大多数,粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，少数发生较大偏转，极少数甚至被弹回,C.,少数,粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，绝大多数发生较大偏转，甚至被弹回,D.,全部,粒子都发生很大偏转,B,课堂练习,2,、卢瑟福,粒子散射实验的结果（）,A,、证明了质子的存在,B,、证明了原子核是由质子和中子组成的,C,、说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上,D,、说明原子的电子只能在某些不连续的轨道上运动,C,课堂练习,3,、当,粒子被重核散射时，如图所示的运动轨迹哪些是不可能存在的（）,课堂练习,BC,4,、利用,粒子散射实验，可以估算出（）,A,原子核外电子大小,B,电子运动速度,C,原子的大小,D,原子核的大小,课堂练习,D,5,在,粒子散射实验中，没有考虑,粒子跟电子的碰撞，其原因是（）,A,粒子不跟电子发生相互作用,B,粒子跟电子相碰时，损失的能量极少，可忽略,C,电子的体积很小，,粒子不会跟电子相碰,D,由于电子是均匀分布的，,粒子所受电子作用的合力为零,课堂练习,B,6,、,粒子散射实验用的是金箔、铂箔等重金属箔，为什么不用轻金属箔，例如铝箔？,（,1,）、金（铂）的延展性很好，金箔（铂箔）可以碾展得极薄（都可以达到对可见光透明的程度）。这样，在厚度方向上金原子的个数很少。（,2,）金核（铂核）比铝核重，对,粒子的作用更强,26,7,、卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有,（）,A,、原子的中心有个核，叫做原子核,B,、原子的正负电荷都均匀分布在整个原子中,C,、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,D,、带负电的电子在核外绕核旋转,ACD,