高中物理第十八章原子结构2原子的核式结构模型学案新人教版选修3_5

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1、2　原子的核式结构模型1．汤姆孙的枣糕模型(1)问题的提出：汤姆孙发现电子后，电中性的原子中正、负电荷如何分布。(2)汤姆孙的原子模型：原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球内，电子镶嵌其中。(3)成功之处：能较好地解释原子的发光现象——电子在小范围内振动，产生电磁波。(4)遇到的困难：电子很容易穿过原子；不能解释α粒子的散射现象。【例1】关于原子结构，汤姆孙提出枣糕模型、卢瑟福提出核式模型，都采用了类比推理的方法。下列事实中，主要采用类比推理的是(　　)A．人们为便于研究物体的运动而建立的质点模型B．伽利略从教堂吊灯的

2、摆动中发现摆的等时性规律C．库仑根据牛顿的万有引力定律提出库仑定律D．托马斯·杨通过双缝干涉实验证明光是一种波解析：①质点→理想模型→研究物体的运动；②单摆等时性→自然现象的测定；③库仑定律→库仑类比万有引力定律；④光的波动性→通过光的干涉、衍射→实验证明。答案：C2．α粒子散射实验(1)实验原理原子的结构非常紧密，用一般的方法是无法探测它的内部结构的，要认识原子的结构，需要用高速粒子对它进行轰击。而α粒子具有足够的能量，可以接近原子中心。它还可以使荧光屏物质发光。如果α粒子与其他粒子发生相互作用，改变了运动方向，荧光屏

3、就能够显示出它的方向变化。研究高速的α粒子穿过原子的散射情况，是研究原子结构的有效手段。(2)实验装置如图所示荧光屏可以沿着图中虚线转动，用来统计向不同方向散射的粒子数目。(3)实验结果：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子偏转角度超过了90°，有的几乎达到了180°，沿原路返回。【例2】如图所示为卢瑟福和他的同事做α粒子散射实验的装置图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置，下列对观察到的现象的描述，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

4、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，但次数极少解析：因为绝大多数α粒子穿过金箔后仍然沿原来方向前进，在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多，A选项正确；因为少数α粒子穿过金箔后发生了较大偏转，在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数比在A位置时要少得多，B选项错误；α粒子散射实验中有极少数α粒子转角超过90°，甚至接近180°，所以C选项错误，D选项正确。答案：AD说明：分析α粒子散射实验中的现象时，应注意是“绝

5、大多数”“少数”还是“极少数”粒子的行为。“大角度偏转”只是少数粒子的行为。3．原子的核式结构模型(1)汤姆孙原子模型与α粒子散射实验结果的矛盾。按照“枣糕”模型，①碰撞前后，质量大的α粒子速度几乎不变。只可能使电子的速度发生大的改变，因此不可能出现散射的现象，即使是非对心碰撞，也不会有大角度散射。②对于α粒子在原子附近时由于原子呈中性，与α粒子之间没有或很小的库仑力的作用，正电荷在原子内部均匀地分布，α粒子穿过原子时，由于原子两侧正电荷将对它的斥力有相当大一部分互相抵消，使α粒子偏转的力不会很大，所以α粒子的大角度散射

6、说明原子“枣糕”模型不符合原子结构的实际情况。(2)实验结果的分析、推理实验中发现极少数α粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些α粒子在原子中某个地方受到了质量、电荷量均比它本身大得多的物体的作用，可见原子中的正电荷、质量应都集中在一个中心上。①绝大多数α粒子不偏移→原子内部绝大部分是“空”的。②少数α粒子发生较大偏转→原子内部有“核”存在。③极少数α粒子被弹回表明：作用力很大；质量很大；电荷量集中。(3)原子的核式结构在原子中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在这个核里，带负电的电子

7、在核外空间绕核旋转。【例3】英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔，为了解释实验结果，他提出了原子的核式结构学说。如下图所示，O表示金原子核的位置，曲线ab和cd分别表示经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹，其中能正确反映实验结果的是(　　)解析：答案：BD4．原子核的电荷与尺度(1)原子核的电荷量：原子核的电荷数等于核外电子数，等于原子序数。(2)原子核的大小原子半径在10－10m左右；原子核半径在10－15～10－14m左右。核半径相当原子半径的万分之一，体积相当于原子体积的万亿分之一。(3)对比展示：半径大小(数量级)类

8、比原子10－10m立体的足球场原子核10－15～10－14m一粒米【例4】下列对原子结构的认识中，正确的是(　　)A．原子中绝大部分是空的，原子核很小B．电子在核外旋转，库仑力提供向心力C．原子的全部正电荷都集中在原子核里D．原子核的直径大约是10－10m解析：原子由位于原子中的带正电的原子核和核外带负电的电子构成，