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KECHENGMUBIAOYINHANG^课程目际•1.了解汤姆孙的原子结构模型。2.知道a粒子实验现象、方法和结果。3.知道卢瑟福原子结构模型的内容和意义。4.知道原子和原子核的大小数量级。品情星思耆•导入Q1NGJINGSIKAODAORU电子的发现说明原子是可以再分的，原子是有一定结构的。你知道哪些原子结构模型呢？提示：汤姆孙的“枣糕模型”、卢瑟福的核式结构模型和玻尔原子模型等。J1CHUZHISHISHULI星础知识•1.汤姆孙的原子模型(1)汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个,弥漫性地均匀分布在整个球体内，镶蚁在球中。(2

2、)汤姆孙的原子模型被称为“西瓜模型”或“枣糕模型”。该模型能解释一些实验现象，但后来被实验否定了。2.a粒子散射实验(1)a粒子：是从放射性物质中发射出來的快速运动的粒子，实质是失去两个电子的,带电荷，质量为质量的4倍。(2)实验结果：①a粒子穿过金箔后，基本沿原方向前进。②a粒子发生大角度偏转，偏转角甚至大于90°。(3)卢瑟福通过a粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了模型。思考：你认为a粒子散射实验的意义是什么？3.卢瑟福的核式结构模型(1)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。它集中了全部的和几乎全部的,在核外空间运动。(2

3、)原子核的电荷与尺度：①原子内的电荷关系：各种元素的原子核的电荷数与含有的相等，非常接近于它们的o②原子核的组成：原子核是由和组成的，原子核的电荷数就等于原子核中的。③原子核的大小：实验确定的原子核半径R的数量级为ni,而原子的半径的数量级是m0因而原子内部十分“空旷”。答案：1.(1)球体正电荷电子(2)a粒子散射2.(DM原子核两个单位正氢原子(2)绝大多数少数(3)核式结构思考提示：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。2.(1)原子核正电荷质量电子(2)电子数原子序数质子中子质子数10~1510ZHONGDIANNANDIANTUPO^-、对

4、a粒子散射实验的正确理解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a粒子穿过金箔后仍沿原來的方向前进。(2)少数a粒子发生较大的偏转。(1)极少数a粒子偏转角度超过90°,有的儿乎达到180°o3.实验的注意事项(1)整个实验过程在真空中进行。(2)«粒子是氨原子核，体积很小，金箔需要做得很薄，a粒子才能穿过。(3)使用金箔的原因是金的延展性好，可以做得很薄，可认为只有一层金原子。另外一点就是金的原子序数大，a粒子与金核间的库仑斥力大，偏转明显。二、对a粒子散射实验的解释1.a粒子的散射实验否定了汤姆孙原子模型(l)a粒子在穿过原子之间时，所受

5、周围的正、负电荷作用的库仑力是平衡的，a粒子不会发生偏转;(2)a粒子正对着电子射来，质量远小于a粒子的电子不可能使a粒子发生明显偏转,更不可能使它反弹。2.原子的核式结构模型对a粒子散射实验结果的解释(1)当a粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力很小，a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a粒子不发生偏转。(2)只有当a粒子十分接近原子核穿过时，才受到很大的库仑力，偏转角才很大，而这种机会很少。(3)如果a粒子正对着原子核射來，偏转角几乎达到180°,这种机会极少，如图所示。类型一a粒子散射实验现象及分析【

6、例题1】如图所示为a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屮的A、B、C、D四个位置时，关于观察到的现象，下列说法不正确的是（）oA.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a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位置观察到的闪光次数最多，故选项A正确；少数a粒子发生大角度偏转，因此从A到D观察到的闪光次数会逐渐减少，因此选项B、D正确，C错误。答案：

7、C题后反思：a粒子大角度地散射，不可能是因为金箔的原子内的电子造成的，因为电子质量很小。只有当a粒子受到原子内正电荷很强的排斥力吋它的运动方向才会有这样大的改变。原子中的正电荷与原子的很大一部分质量一定集中在一个很小的核上。类型二估算原子核的大小【例题2】在a粒子散射实验屮，根据□粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离可以估算原子核的大小。现有一个a粒子以2.0X107m/s的速度去轰击金箔。若金原子的核电荷数为79,求该a粒子与金原子核间的最近距离（已知带电粒子在点电荷电场中的电势能表达式为Ez-k^,a粒子质量为6.64X10W細）。点拨：