2019-2020年高中物理第三章原子结构之谜第二节原子的结构教学案粤教版选修3-5

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1、2019-2020年高中物理第三章原子结构之谜第二节原子的结构教学案粤教版选修3-51．汤姆生设想原子是一个球体，带正电的部分均匀地分布在其中，质量很小的电子则像布丁中的葡萄干一样镶嵌在内。该模型被卢瑟福的α粒子散射实验否定。2．α粒子散射实验的方法是：用由放射源发射的α粒子束轰击金箔，利用荧光屏接收，探测通过金箔后的α粒子偏转情况。3．α粒子散射实验的目的是：α粒子通过金箔时，由于金原子中的带电粒子对α粒子有库仑力作用，一些α粒子的运动方向改变，也就是α粒子发生散射。统计散射到各个方向的α粒子数量，即可推知原子中质量和正电荷的分布情况。4．α粒子散射实验的

2、现象是：绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°。5．卢瑟福的原子核式结构模型认为：原子中心有一个带正电的原子核，它几乎集中了原子的全部质量，而电子则在核外空间绕核旋转。6．实验确定的原子核半径的数量级为10－15～10－14m，原子半径的数量级为10－10m。α粒子散射实验1.实验装置(如图3－2－1所示)放射源——释放α粒子；金箔——靶子；显微镜荧光屏(可转动)——用于观察。图3－2－12．实验过程α粒子从铅盒射出，经过一条细通道，形成细射线穿过金箔后打在荧光

3、屏上产生闪光，用可转动的显微镜从不同角度进行观察。3．实验现象(1)α粒子通过金箔时，绝大多数不发生偏转，仍沿原来的方向前进。(2)少数发生较大的偏转，极少数偏转角超过90°。(3)有的甚至被弹回，偏转几乎达到180°。4．实验分析(1)由于电子质量远小于α粒子质量，所以二者发生碰撞时电子不可能使α粒子发生大角度偏转。(2)使α粒子发生大角度偏转的只能是原子中带正电的部分，按照汤姆生的原子模型，正电荷在原子内是均匀分布的，α粒子穿过原子时，它受到两侧的斥力大部分抵消，因而也不可能使α粒子发生大角度偏转，更不可能使α粒子反向弹回，这与α粒子的散射实验的现象矛盾

4、。(3)现象说明原子绝大部分是空的，除非原子的几乎全部质量和正电荷都集中在原子中心的一个很小的核上，否则，α粒子的大角度散射是不可能的。(1)整个实验过程在真空中进行，且金箔很薄，α粒子很容易穿过。(2)α粒子散射实验否定了汤姆生的原子结构模型，提出了原子的核式结构模型。1．(双选)在α粒子散射实验中，如果一个α粒子跟金箔中的电子相撞，则(　　)A．α粒子的动能几乎没有损失B．α粒子损失大部分动能C．α粒子不会发生显著的偏转D．α粒子将发生大角度的偏转解析：由于α粒子质量远大于电子质量，α粒子碰到电子就像子弹碰到尘埃一样，其运动速度几乎不会发生改变，故A、C

5、对，B、D错。答案：AC原子的核式结构1.原子的核式结构模型的内容原子的中心有一个带正电的原子核，它几乎集中了原子的全部质量，而电子则在核外空间绕核旋转。2．对α粒子散射实验的解释(1)按照该模型，由于原子核很小，大部分α粒子穿过金箔时都离核很远，受到的库仑斥力很小，它们的运动几乎不受影响。(2)极少数的α粒子从原子核附近飞过，受到的库仑斥力很大，从而发生大角度的偏转。(3)极个别的α粒子正对着原子核射来，受到的库仑斥力最大，偏转角几乎达到180°。如图3－2－2所示图3－2－23．原子核的电荷与尺度(1)原子内的电荷关系：原子核的电荷数等于核外电子数，非常

6、接近于它们的原子序数。(2)原子核的大小：原子核半径的数量级为10－15m，原子半径的数量级为10－10m，两者相差十万倍之多，可见原子内部十分“空旷”。(1)使α粒子发生偏转的是原子核对它的库仑斥力，α粒子离原子核越近，库仑力越大，α粒子的加速度越大，反之则越小。(2)α粒子与原子核间的万有引力远小于两者间的库仑力，因而可以忽略不计。并且处理α粒子等微观粒子时一般不计重力。2．根据卢瑟福的原子核式结构模型，下列说法正确的是(　　)A．原子的正电荷均匀分布在整个原子范围内B．原子质量均匀分布在整个原子范围内C．原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原子范围内D

7、．原子中的全部正电荷和几乎全部质量都集中在很小的区域范围内解析：核式结构认为：原子是由位于其中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成，原子核集中了全部的正电荷和几乎全部的质量，电子在核外绕核高速旋转，库仑力提供向心力，故D项正确。答案：Dα粒子散射实验[例1]　关于α粒子散射实验，下列说法中正确的是(　　)A．绝大多数α粒子经过金箔后，发生了角度不太大的偏转B．α粒子在接近原子核的过程中，动能减少，电势能减少C．α粒子离开原子核的过程中，动能增大，电势能也增大D．对α粒子散射实验的数据进行分析，可以估算出原子核的大小[解析]　由于原子核很小，α粒子十分接近

8、它的机会很少，所以绝大多数α粒子基本上仍按直线方向前