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时间:2018-10-13
《高中物理第三章原子的结构学案(含解析)粤教版选修3_5》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、学案2 原子的结构[学习目标定位]1.知道α粒子散射实验的实验方法和实验现象.2.知道卢瑟福原子核式结构模型的主要内容.3.能说出原子和原子核大小的数量级.1.汤姆生的原子模型汤姆生提出了原子模型,他认为原子是一个球体,正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内,电子镶嵌其中.汤姆生的原子模型被称为葡萄干布丁模型.该模型能解释一些实验现象,但后来被α粒子散射实验否定了.2.α粒子散射实验(1)α粒子从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子,实质是失去两个电子的氦原子核,由两个中子和两个质子组成,质量为氢原子的4倍、电子的7300倍.(2)实验结果绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前
2、进.少数α粒子发生大角度偏转,并且有极少数α粒子的偏转角超过了90°.(3)卢瑟福的核式结构模型1911年由卢瑟福提出,在原子中心有一个很小的核,叫原子核.它集中了全部的正电荷和几乎全部的质量,电子在核外空间运动.3.原子核的大小对于一般的原子核,实验确定的原子核半径R的数量级为10-15m~10-14m,而整个原子半径的数量级大约是10-10m.因而原子内部十分“空旷”.解决学生疑难点:一、α粒子散射实验[问题设计]阅读课本“α粒子散射实验”,回答下列问题:(1)α粒子散射实验装置由几部分组成?实验过程是怎样的?(2)α粒子散射实验的实验现象是什么?答案 (1)实验装置
3、:①α粒子源:钋放在带小孔的铅盒中,放射出高能α粒子,带两个单位的正电,质量为氢原子质量的4倍.②金箔:特点是金原子的质量大,且易延展成很薄的箔.③显微镜:能绕金箔在水平面内转动.④荧光屏:荧光屏装在放大镜上.⑤整个实验过程在真空中进行.金箔很薄,α粒子(He)很容易穿过.实验过程:α粒子经过一条细通道,形成一束射线,打在很薄的金箔上,由于金原子中的带电粒子对α粒子有库仑力作用,一些α粒子会改变原来的运动方向.带有显微镜的荧光屏可以沿图中虚线转动,以统计向不同方向散射的α粒子的数目.(2)α粒子散射实验的实验现象:绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但有少数
4、α粒子发生了大角度偏转,偏转的角度甚至大于90°.[要点提炼]1.α粒子散射实验装置由α粒子源、金箔、显微镜、荧光屏等几部分组成,实验时从α粒子源到荧光屏这段路程应处于真空中.2.实验发现:绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,有少数α粒子发生了大角度偏转.3.α粒子散射实验的结果用汤姆生的“葡萄干布丁模型”无法解释.二、卢瑟福原子核式结构模型[问题设计]按照汤姆生的原子模型,正电荷弥漫性均匀分布在原子内,α粒子穿过原子时受到的各方向正电荷的斥力基本上会相互平衡,对α粒子运动的影响不会很大,因而不会发生大角度散射现象,这与实验结果相矛盾.为了解释实验结果,卢瑟
5、福提出了怎样的原子模型?用该模型怎样解释α粒子散射实验的实验现象?答案 卢瑟福提出了原子核式结构模型.它认为原子由原子核和核外电子构成.利用原子核式结构模型能很好地解释α粒子散射实验:当α粒子穿过原子时,如果离核较远,受到原子核的斥力很小,α粒子就像穿过“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α粒子不发生偏转.只有当α粒子十分接近原子核穿过时,才受到很大的库仑斥力,偏转角才很大,而这种机会很少.如果α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.[要点提炼]1.卢瑟福原子核式结构模型在原子中心有一个很小的核,叫原子
6、核.原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转.2.在α粒子散射实验中,当α粒子离带正电的原子核很远时,受到的库仑斥力很小,运动方向几乎不变,少数α粒子离带正电的原子核很近时,受到的库仑斥力很大,运动方向发生较大的改变,因而发生大角度偏转.一、对α粒子散射实验的认识例1 (单选)如图1所示为卢瑟福和他的同事们做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,观察到的现象,下述说法中错误的是( )图1A.放在A位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B.放在B位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数只比
7、A位置时稍少些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α粒子散射现象,绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进,少数α粒子发生较大偏转,偏转的角度甚至大于90°,也就是说它们几乎被“撞了回来”.故本题应选C.答案 C针对训练1 (单选)对α粒子散射实验装置的描述,你认为正确的是( )A.实验器材有α粒子源、金箔、带有荧光屏的显微镜B.金箔的厚度对实验无影响C.如果不用金箔改用铝箔,就不会发生散射现象D.实验装置放在空气中和真空中都可以答案 A解析 实验所用的金箔的厚度
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