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，电屮性的原子屮正、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一一电子在小范阖内振动，产生电磁波。(4)遇到的困难：电子很容易穿过原子；不能解释a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摆动川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

2、.托马斯・杨通过双缝干涉实验证明光是一种波解析：①质点一理想模型一研究物体的运动；②单摆等时性一自然现象的测定；③库仑定律一库仑类比万有引力定律；④光的波动性一通过光的干涉、衍射一实验证明。答案：C2.a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«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a粒子与其他粒子发牛相互作用，改变了运动方向，荧光屏就能够显示出它的方向变化。研究高速的a粒子穿过原子的散射情况，是研究原子结构的冇效手段。⑵实验装置如图所示荧光屏可以沿着图中虚线转

3、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a粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数«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□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人B、C、〃四个位置，下列对观察到的现象的描述，正确的是()CA.在位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B.在〃位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比在/位置时稍少些C.在G〃位置时，屏上观察不到闪光D.在〃位置吋，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少解析：因为绝大多数a粒子穿过金箔后仍然沿原來方向前进，在/

4、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a粒子穿过金箔后发生了较大偏转,在〃位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数比在力位置时要少得多，B选项错误；a粒子散射实验中有极少数a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a粒子散射实验中的现象时，应注意是“绝大多数”“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。1.原子的核式结构模型(1)汤姆孙原子模型与a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a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

5、是非对心碰撞，也不会有大角度散射。②对于a粒子在原子附近时由于原子呈中性，与a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，a粒子穿过原子吋，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a粒子偏转的力不会很大，所以a粒子的大角度散射说明原子“枣糕”模型不符合原子结构的实际情况。(2)实验结果的分析、推理实验屮发现极少数a粒子发生了大角度偏转，甚至反弹冋来，表明这些a粒子在原子屮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，可见原子屮的正电荷、质量应都集中在一个中心上。①绝大多数□粒子不偏移一原子内部绝大部分是“空”的。②少数a粒子发生较大偏转一

6、原子内部有“核”存在。③极少数u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，带负电的电子在核外空间绕核旋转。【例3】英国物理学家卢瑟福用a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，。表示金原子核的位置，曲线”和cd分别表示经过金原子核附近的。粒子的运动轨迹，其中能正确反映实验结果的是()解析:答案：BD2.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107°m左右；原子核半径在

7、10^〜10-mm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)类比原子1O~10m立体的足球场原子核10一"〜10,4m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帯正电的原子核和核外带负电的电子构成，电子在核外绕核高速旋转，库仑力提供向心力