高中物理第十八章原子结构第2节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课堂合作探究问题导学一、α粒子散射实验活动与探究11．1909年到1911年，卢瑟福用α粒子轰击金箔，进行著名的α粒子散射实验。如下图为α粒子散射实验的示意图。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的数目。实验设备装在真空中。在α粒子散射实验中为什么选用金箔？2．你认为α粒子散射实验的意义是什么？3．试分析α粒子与原子核发生对心碰撞达到最小距离前的动能、电势能及加速度的变化情况。4．α粒子射入金箔时难免与电子碰撞，试估计这种碰撞对α粒子速度影响的大小。迁移与应用1关于α粒子散

2、射实验，下列说法正确的是（　　）A．该实验在真空环境中进行B．带有荧光屏的显微镜可以在水平面内的不同方向上移动C．荧光屏上的闪光是散射的α粒子打在荧光屏上形成的D．荧光屏只有正对α粒子源发出的射线方向上才有闪光对α粒子散射实验的理解1．装置：放射源、金箔、荧光屏等，如图所示。2．现象：（1）绝大多数的α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进。（2）少数α粒子发生较大的偏转。（3）极少数α粒子偏转角度超过90°，有的几乎达到180°。3．实验的注意事项（1）整个实验过程在真空中进行。（2）α粒子是氦原子核，体积很小，金箔需

3、要做得很薄，α粒子才能穿过。二、原子的核式结构模型活动与探究219世纪末以前，原子一直被认为是不可分割的最小物质单元。枣糕模型1897年，英国物理学家汤姆孙（J.J.Thomson,1856—1940）通过气体导电实验发现了电子。他提出：既然原子内部存在带负电的电子，而原子又呈电中性，就还应有带正电的不明粒子。汤姆孙还提出了类似西瓜的原子结构模型（枣糕模型）：带正电的粒子均匀分布并充满于原子内部，带负电的电子镶嵌其中。但后来的α粒子散射实验却完全否定了汤姆孙的模型。试分析α粒子散射实验结果与汤姆孙模型的矛盾在哪里。

4、迁移与应用2在α粒子散射实验中，如果两个具有相同能量的α粒子，从不同大小的角度散射出来，则散射角度大的这个α粒子（　　）A．更接近原子核B．更远离原子核C．受到一个以上的原子核作用D．受到原子核较大的冲量作用1．对原子核式结构模型的理解原子的核式结构模型是在卢瑟福的α粒子散射实验的基础上提出的，成功地解释了α粒子散射实验。还需要说明的就是这仍是一个经典模型，电子绕原子核的高速旋转是库仑力充当向心力的结果。2．卢瑟福的核式结构模型对α粒子散射分析（1）分布情况：正电荷和几乎全部质量集中在原子核内，原子中绝大部分是空的

5、。（2）受力情况：①少数α粒子靠近原子核时，受到的库仑斥力很大；②大多数α粒子离原子核较远，受到的库仑斥力较小。（3）偏转情况：①少数α粒子发生大角度偏转，甚至被弹回；②绝大多数α粒子运动方向不会明显变化（因为电子的质量相对于α粒子很小）；③如果α粒子几乎正对着原子核射来，偏转角就几乎达到180°，这种机会极少。（4）分析结论：核式结构模型符合α粒子散射的实际情况。当堂检测1．在α粒子的散射实验中，使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对α粒子的（　　）A．万有引力B．库仑力C．磁场力D．核力2．在卢瑟福的α粒

6、子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是（　　）A．原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B．正电荷在原子中是均匀分布的C．原子中存在着带负电的电子D．金箔中的金原子间存在很大的空隙，只有极少数碰到金原子3．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．电子在核外运动，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10－10m4．如图为α粒子散射实验装置的示意图，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，关于观察到的现象

7、，下列说法不正确的是（　　）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，但次数极少答案：课堂·合作探究【问题导学】活动与探究1：1．答案：（1）金的延展性好，容易做成很薄很薄的箔，实验用的金箔厚度大约是10－7m；（2）金原子带的正电荷多，与α粒子间的库仑力大；（3）金原子质量大约是α粒子质量的50倍，因而惯性大，α粒子的运动状态容易改变，金原子的运动状态不容易改变。2

8、．答案：揭示了汤姆孙原子模型的局限性，为核式结构提供了实验基础。3．答案：α粒子与金原子核间存在着相互作用的库仑斥力，在靠近的过程中，库仑力做负功，所以动能逐渐减少，电势能逐渐增加，加速度逐渐增大。4．答案：设α粒子初速度为v，质量为M，与电子碰后的速度为v1，电子质量为m，与α粒子碰后的速度为v2。由动量守恒定律得Mv＝Mv1＋mv2①由能量守恒得Mv2＝