二、原子与原子核的结构.ppt

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1、原子与原子核的结构电子是原子的组成部分，由于电子是带负电的，而原子又是中性的，因此推断出原子中还有带正电的物质，几乎占有原子的全部质量。me=9.109×10-31Kge=1.602×10-19C历史回顾J.J.汤姆孙，1857-1940，英国物理学家，电子的发现者。因通过气体电传导性的研究，测出电子的电荷与质量的比值，1906年获诺贝尔物理学奖。思考：那么，这两种物质是怎样构成原子的呢？电子正电荷原子是一个球体，里面充满了均匀分布的带正电的流体，电子镶嵌在正电荷液体中，就象枣点缀在一块蛋糕里一样，所以又被人们称为“枣糕模型”。电子等间隔地排列在与正电球同心的圆周上，并

2、以一定的速度做圆周运动从而发出电磁辐射，原子光谱所反映的就是这些电子的辐射频率。一.汤姆孙的原子模型以汤姆孙为首的英国剑桥学派，在原子物理学上所取得的这些惊人成就，使欧洲大陆上的物理学家都拜倒在他们的脚下。他的学生卢瑟福也接受了汤姆孙的原子模型，1909年卢瑟福建议其学生兼助手盖革和罗斯顿用α粒子轰击金箔去验证汤姆孙原子模型。让我们来认识一下卢瑟福吧！从经典物理学的角度看，汤姆孙的模型是很成功的。解释原子是电中性的，电子在原子里是怎样分布的，解释原子为什么会发光，能估计出原子的大小约为一亿分之一厘米。科学成就1、他关于放射性的研究确立了放射性是发自原子内部的变化。为开辟

3、原子物理学做了开创性的工作。2、1909年起，卢瑟福根据a粒子散射试验现象提出原子核式结构模型。把原子结构的研究引上了正确的轨道，被誉为原子物理学之父。3、1919年，卢瑟福做了用α粒子轰击氮核的实验，从而发现了质子。4、用粒子或γ射线轰击原子核来引起核反应实现人工核反应，成为人们研究原子核和应用核技术的重要手段。二.α粒子散射实验1.实验装置放射源——放射性元素钋（Po）放出α粒子，α粒子是氦核，带2e正电荷，质量是氢原子的4倍，具有较大的动能。金箔——作为靶子，厚度1μm,重叠了3000层左右的金原子。荧光屏——α粒子打在上面发出闪光。显微镜——通过显微镜观察闪光，

4、且可360°转动观察不同角度α粒子的到达情况。思考：如果原子的结构确实如汤姆生所假设的葡萄干布丁模型，用α粒子轰击原子应得到怎样的结果？根据汤姆生模型计算的结果：电子质量很小，对α粒子的运动方向不会发生明显影响；由于正电荷均匀分布，α粒子所受库仑力也很小，故α粒子偏转角度不会很大．二.α粒子散射实验2.实验现象绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进，少数α粒子（约占8000分之一）发生了较大的偏转，极少数α粒子的偏转超过了90°，有的甚至几乎被撞了回来。二.α粒子散射实验卢瑟福根据他的导师汤姆生模型计算的结果：电子质量很小，对α粒子的运动方向不会发生明显影响；由于正电

5、荷均匀分布，α粒子所受库仑力也很小，散射角不超过零点几度，发生大角度偏转的几率几乎是零．实验结果与之前预测完全不一致，所以原子结构模型必须重新构思!实验结果却是有八千分之一的粒子发生了大角度偏转！！！3.实验分析卢瑟福思考1微米厚的金箔内含3000层原子层，绝大多数α粒子穿过金箔仍沿原方向前进说明什么？少数α粒子的大角度偏转甚至反弹是怎么造成的？1.在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核．2.原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里．3.带负电的电子在核外空间绕着核旋转．三.原子的核式结构的提出1.原子的核式结构模型α粒子穿过原子时，电子对α粒子运动的影响很小，影

6、响α粒子运动的主要是带正电的原子核。而绝大多数的α粒子穿过原子时离核较远，受到的库仑斥力很小，运动方向几乎没有改变，只有极少数α粒子可能与核十分接近，受到较大的库仑斥力，才会发生大角度的偏转。三.原子的核式结构的提出2.对α粒子散射实验现象解释原子核的组成1919年，卢瑟福用粒子轰击氮核，得到了质子，进而猜想原子核内存在不带电的中子，这一猜想被他的学生查德威克用实验证实，并得到公认．质子中子核子质子数电荷数根据卢瑟福的原子核式模型和α粒子散射的实验数据，可以推算出各种元素原子核的电荷数，还可以估计出原子核的大小。（1）原子的半径约为10-10m、原子核半径约是10-15

7、m，原子核的体积只占原子的体积的万亿分之一。（2）原子核所带正电荷数与核外电子数以及该元素在周期表内的原子序数相等。四.原子核的电荷与尺度根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分“空旷”的，举一个简单的例子：露珠和体育场体育场原子原子核四.原子核的电荷与尺度【但是】人们很快意识到卢瑟夫的有核模型同经典力学有很大的矛盾:(1)按照经典力学，核外电子绕核运转，应辐射电磁波，因此电子会丧失能量逐渐落向原子核，因此原子不稳定。(2)按经典力学，电子绕核运转，应辐射连续的电磁波，因此原子光谱是连续的。这些矛盾导致了玻尔原子模型的提出。实际上原子很稳