高中物理 第18章 原子结构 第2节 原子的核式结构模型课件 新人教版选修3-5.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 选修3 5 原子结构 第十八章 第二节原子的核式结构模型 第十八章 原子很小 无法直接观察 英国科学家卢瑟福首次用 粒子轰开了原子的大门 揭开了人们对原子结构研究的序幕 汤姆孙在发现电子后 便投入了对原子内部结构的探索 他运用丰富的想象 提出了原子 模型 如图所示 在这个模型里 汤姆孙把原子看作一个球体 正电荷 地分布在整个球内 电子象枣糕上的枣子一样嵌在球中 被 吸引着 原子内正 负电荷 因此原子的整体呈 性 汤姆孙的枣糕式模型 枣糕 均匀 正电荷 相等 中 1909 1911年卢瑟福和他的助手做了用 粒子轰击金箔的实验 获得了重要的发现 1 实验装置 如图所示 说明 1 整个实验过程在真空中进行 2 金箔很薄 粒子 He核 很容易穿过 粒子散射实验 2 实验结果绝大多数 粒子穿过金箔后基本上仍沿 但是有少数 粒子发生了 的偏转 极少数粒子被 3 实验意义卢瑟福通过 粒子散射实验 否定了汤姆孙的原子模型 建立了 模型 原来的方向前进 较大 反向弹回 核式结构 卢瑟福依据 粒子散射实验的结果 提出了原子核的核式结构 原子中心有一个很小的核 叫 原子的全部 电荷和几乎全部 都集中在核里 带负电的 在核外空间绕核旋转 如图所示 卢瑟福的核式结构模型 原子核 正 质量 电子 原子核的电荷数等于核外 数 接近于原子序数 原子核大小的数量级为 m 原子大小数量级为 m 两者相差十万倍之多 可见原子内部十分 空旷 若原子相当于一个立体的足球场的话 则原子核就象足球场中的一粒米 原子核的电荷与尺度 电子 10 15 10 10 一 粒子的散射实验否定了汤姆孙的原子模型1 粒子在穿过原子之间时 所受周围的正 负电荷作用的库仑力是平衡的 粒子不会发生偏转 2 粒子正对着电子射来 质量远小于 粒子的电子不可能使 粒子发生明显偏转 更不可能使它反弹 二 原子的核式结构模型对 粒子散射实验结果的解释1 当 粒子穿过原子时 如果离核较远 受到原子核的斥力很小 粒子就象穿过 一片空地 一样 无遮无挡 运动方向改变很小 因为原子核很小 所以绝大多数 粒子不发生偏转 2 只有当 粒子十分接近原子核穿过时 才受到很大的库仑力作用 偏转角才很大 而这种机会很少 3 如果 粒子正对着原子核射来 偏转角几乎达到180 这种机会极少 如图所示 特别提醒 1 粒子与原子核之间的万有引力远小于两者之间的库仑斥力 因而可以忽略不计 2 粒子并没有与金原子核直接发生碰撞 偏转的原因是库仑斥力影响的结果 答案 BCD解析 原子核带正电与 粒子间存在库仑力 当 粒子靠近原子核时受库仑力而偏转 故B对 A错 由于原子核非常小 绝大多数粒子经过时离核较远因而运动方向几乎不变 只有离核很近的 粒子受到的库仑力较大 方向改变较多 故C D对 2 库仑力对 粒子的做功情况 1 当 粒子靠近原子核时 库仑力做负功 电势能增加 2 当 粒子远离原子核时 库仑力做正功 电势能减小 3 粒子的能量转化情况仅有库仑力做功 能量只在电势能和动能之间相互转化 而总能量保持不变 答案 A解析 在 粒子穿过金箔的过程中 一直受到金原子核的库仑斥力作用 粒子的动能先减小后增大 电势能先增大后减小 综上所述本题选A 三 原子的核式结构模型与原子核的组成1 原子的核式结构与原子的枣糕模型的对比 2 原子内的电荷关系原子核的电荷数与核外的电子数相等 非常接近原子序数 3 原子核的组成原子核由质子和中子组成 原子核的电荷数等于原子核的质子数 4 原子核的大小原子的半径数量级为10 10m 原子核半径的数量级为10 15m 原子核的半径只相当于原子半径的十万分之一 体积只相当于原子体积的10 15 答案 BCAD解析 人们对原子结构的认识先后经历了汤姆孙模型 卢瑟福模型 玻尔模型 电子云模型 粒子散射实验 A 相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多B 相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时少得多C 放在C D位置时屏上观察不到闪光D 放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光 但次数极少解析 根据 粒子散射实验的现象 绝大多数 粒子穿过金箔后 基本上沿原方向前进 因此在A位置观察到闪光次数最多 故A正确 少数 粒子发生大角度偏转 因此从A到D观察到的闪光会逐渐减少 因此B D正确 C错 答案 C 点评 1 明确实验装置中各部分的组成及作用 2 弄清实验现象 知道 绝大多数 少数 和 极少数 粒子的运动情况 答案 AC解析 粒子散射的原因是原子核对其有库仑斥力的作用 离核越近 斥力越大 偏转越明显 当正好击中原子核时 由于 粒子质量较小而反弹 原子的核式结构模型 解析 因为原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内 而原子核又很小 所以原子内绝大部分区域是 空 的 A正确 C错误 电子绕原子核的圆周运动是原子核与电子间的库仑引力提供向心力 B正确 原子核直径的数量级是10 15m 原子直径的数量级是10 10m D错误 答案 AB 答案 BD解析 原子的核式结构模型是在 粒子的散射实验结果的基础上提出的 A错误 原子中绝大部分是空的 带正电的部分集中在原子中心一个很小的范围 称为原子核 B正确 C错误 原子核集中了原子全部正电荷和几乎全部质量 带负电的电子在核外旋转 D正确 粒子散射过程中的能量转化 解析 该题考查了原子的核式结构 动能 电势能 库仑定律及能量守恒等知识点 粒子在接近金原子核的过程中 要克服库仑力做功 动能减少 电势能增加 两者相距最近时 动能最小 电势能最大 总能量守恒 根据库仑定律 距离最近时 斥力最大 易错分析 对 粒子散射实验现象识记不准 不理解 粒子散射的真正原因而错选ABC 正确解答 粒子散射实验的原因是 粒子与金原子核间存在库仑斥力 因此 仅有D图正确 正确答案 D