高中物理 18.2原子的核式结构模型（探究导学课型）课件 新人教版选修3-5.ppt

2原子的核式结构模型 1 了解 粒子散射实验原理和实验现象 2 知道卢瑟福的原子核式结构模型的主要内容 3 知道原子和原子核大小的数量级 原子核的电荷数 4 领会卢瑟福提出原子核式结构模型的实验和思维过程 培养抽象思维能力和想象力 一 汤姆孙的原子模型1 建立 枣糕模型 的依据 电子的发现和原子呈 2 原子的 枣糕模型 原子是一个球体 弥漫性地均匀分布在整个球体内 电子 其中 电中性 正电荷 镶嵌 二 原子核式结构的建立1 粒子散射实验 1 粒子 从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子 带有 单位的正电荷 质量为 质量的4倍 电子质量的7300倍 2 实验结果 粒子穿过金箔后 基本上仍沿原方向前进 粒子发生大角度偏转 偏转角度甚至大于90 几乎被 撞了回来 两个 氢原子 绝大多数 少数 3 卢瑟福通过 粒子散射实验 否定了汤姆孙的原子模型 建立了 模型 2 卢瑟福的核式结构模型 原子中 的体积很小 但几乎占有全部 电子在正电体的外面运动 核式结构 带正电部分 质量 三 原子核的电荷与尺度1 原子核的组成 原子核是由带正电的 和不带电的 组成的 2 原子核和原子的大小 质子 中子 10 10 10 15 3 原子内的电荷关系 各元素的原子核的电荷数就是核中的 与原子的核外 相等 非常接近它们的 质子数 电子数 原子 序数 1 判一判 1 原子核式结构模型能够说明原子内部电荷和质量的分布情况 2 卢瑟福的原子核式结构模型是由电子的发现引入的 3 粒子散射实验否定了汤姆孙的 枣糕模型 为卢瑟福的原子的核式结构模型提供了依据 4 原子中大部分空间是空旷的 原子核的体积很小 提示 1 电子的发现说明原子是可分的 原子又呈电中性 所以 原子核式结构模型能够说明原子内部电荷和质量的分布情况 2 卢瑟福的原子核式结构模型是建立在 粒子散射实验基础上的 3 粒子散射实验说明了原子内部大部分空间是空旷的 原子中带正电部分的体积很小 从而否定了汤姆孙的 枣糕模型 为卢瑟福的核式结构模型奠定了实验基础 4 粒子散射实验说明了原子内部大部分空间是空旷的 原子中带正电的部分即原子核的体积很小 2 想一想 由原子的半径和原子核的半径数值可推知 原子核体积只占原子体积的其空旷程度可想而知 据此 你能否说明产生 粒子散射现象的原因 可得到怎样的启示 提示 由于 粒子的质量远大于电子质量 电子不可能使其发生大角度偏转 产生大角度偏转的原因应该是原子核 由于原子核非常小 入射的 粒子绝大多数距原子核很远 只有极少数 粒子靠近原子核 由于其库仑斥力而使 粒子发生大角度偏转 由 粒子散射现象可知 原子核非常小 能够使 粒子发生大角度偏转 说明原子核聚集了原子的绝大部分质量且带正电 主题一探究 粒子散射实验 问题探究 1 如图是 粒子散射实验的装置 1 该实验装置是由什么构成的 提示 由 粒子放射源 金箔 荧光屏 放大镜 等构成 2 实验装置各部分的作用是什么 提示 放射源放出快速运动的 粒子 粒子通过金箔时被散射 打在荧光屏上发出荧光 可通过带有荧光屏的放大镜进行观察 并可以在水平面内转动 观察不同方向和不同位置的通过金箔散射的 粒子数量 并且整个装置封闭在真空内 2 在 粒子散射实验中通过放大镜观察到什么现象 提示 绝大多数 粒子穿过金箔后 基本上仍沿原来的方向前进 但是有少数 粒子发生了较大的偏转 偏转角度甚至大于90 也就是说它们几乎被 撞了回来 如图所示 3 原子的核式结构模型的内容有哪些 提示 1 在原子中心有一个很小的核叫原子核 原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里 2 带负电的电子在核外空间绕核旋转 4 卢瑟福认为 粒子散射的原因是什么 提示 粒子偏转的原因是库仑斥力影响的结果 5 核式结构模型如何解释 粒子散射实验的结果 提示 1 由于原子核很小 大多数 粒子穿过金箔时都离核很远 受到的斥力很小 它们的运动几乎不受影响 几乎沿原来方向继续前进 不发生偏转 2 只有极少数 粒子有机会与原子核接近 受到原子核较大的斥力而发生明显的偏转 探究总结 粒子散射轨迹的两个特点 1 在 粒子散射实验中 粒子的受力特点 粒子受到原子核的万有引力和原子核的库仑斥力作用 由于库仑斥力远大于万有引力 在计算中只考虑受到的库仑斥力作用 2 在 粒子散射实验中 粒子的运动特点 在离原子核较远处 粒子近似做匀速直线运动 在 粒子靠近原子核的运动过程中 库仑斥力随运动距离和运动方向的变化而变化 是变力 所以 粒子做变加速运动 当运动方向与 粒子和原子核的连线不在同一方向上时 粒子做变加速曲线运动 受库仑斥力作用 曲线向原子核外侧弯曲且库仑斥力方向与速度方向分布于轨迹两侧 即时训练 1 多选 如图为卢瑟福和他的助手做 粒子散射实验的装置示意图 荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A B C D四个位置时 所观察到的现象 下列描述正确的是 A 在A位置时 相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B 在B位置时 相同时间内观察到屏上的闪光次数只比在A位置时稍少些C 在C D位置时 屏上观察不到闪光D 在D位置时 屏上仍能观察到一些闪光 但次数极少 解题探究 1 大角度偏转 只是 粒子的行为 2 粒子运动方向不会明显变化 少数 绝大多数 解析 选A D 粒子通过金箔时 绝大多数不发生偏转 仍沿原来的方向前进 在A位置处观察到屏上的闪光次数最多 A正确 少数发生较大的偏转 在B位置观察到屏上的闪光次数比A位置应少很多 而不是稍少一些 B错误 极少数偏转角超过90 有的偏转角几乎达到180 在C D位置时 屏上仍能观察到一些闪光 但次数极少 C错误 D正确 2 多选 用 粒子撞击金原子核发生散射 图中关于 粒子的运动轨迹正确的是 A aB bC cD d 解析 选C D 粒子受金原子核的排斥力 方向沿两者的连线方向 运动轨迹弯向受力方向的一侧 A B均错误 离原子核越近 粒子受到的斥力越大 偏转越大 C D正确 主题二原子核 问题探究 1 原子核的电荷数如何推算 它与原子核的质子数 核外电子数 原子序数是什么关系 提示 根据 粒子散射实验的数据 可以算出靶元素原子核的电荷数 由原子的电中性 从而可推知核外的电子数 原子由原子核和核外电子组成 原子核由质子和中子组成 原子核的电荷数等于核中的质子数 即核电荷数 核外电子数 质子数 原子序数 2 原子核半径的数量级是多少 为什么说原子内部十分 空旷 提示 原子核半径的数量级为10 15m 原子半径的数量级为10 10m 两者相差十万倍之多 因此原子内部是十分 空旷 的 3 试分析 粒子靠近原子核和远离原子核过程中动能和电势能的变化情况 提示 粒子被金原子核散射的过程一直受到原子核对 粒子的库仑斥力作用 靠近过程库仑斥力做负功 粒子动能减小 电势能增大 远离过程库仑斥力做正功 粒子动能增大 电势能减小 探究总结 理解建立核式结构模型的要点 1 核外电子不会使 粒子的速度发生明显改变 2 汤姆孙模型不能解释 粒子的大角度散射 3 少数 粒子发生了大角度偏转 甚至反弹回来 表明这些 粒子在原子中的某个地方受到了质量 电量均比它本身大得多的物体的作用 4 绝大多数 粒子在穿过厚厚的金原子层时运动方向没有明显变化 说明原子中绝大部分是空的 原子的质量 电量都集中在体积很小的核上 即时训练 1 卢瑟福的 粒子散射实验结果表明了 A 原子核是可分的B 原子核是由质子和中子组成的C 原子是由均匀带正电的物质和带负电的电子构成的D 原子内部有一个很小区域 集中了原子的全部正电荷和几乎全部的质量 解题探究 1 粒子散射实验结果表明原子是由 和 组成的 2 集中了原子的全部正电荷和几乎全部的质量 原子核 电子 原子核 解析 选D 由 粒子散射实验的结果可知 原子是可分的 它由原子核和电子组成 另外原子核集中了原子的全部正电荷和几乎全部的质量 故A B错误 D正确 C项是汤姆孙提出的原子模型 故C错误 2 2014 上海高考 不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是 A 原子中心有一个很小的原子核B 原子核是由质子和中子组成的C 原子质量几乎全部集中在原子核内D 原子的正电荷全部集中在原子核内 解析 选B 能用卢瑟福原子的核式结构得出的结论 在原子中心有一个很小的原子核 原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核内 带负电的电子在核外空间绕核旋转 而 原子核是由质子和中子组成的 结论并不能用卢瑟福原子的核式结构得出