高中物理 第十八章 原子结构 1、2 电子的发现 原子的核式结构模型导学案(新人教版)选修3-5.doc

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1、1　电子的发现2　原子的核式结构模型[目标定位]1.知道阴极射线是由电子组成的，知道电子的电荷量和比荷.2.了解汤姆孙发现电子对揭示原子结构的重大意义.3.知道α粒子散射实验的实验器材、实验原理和实验现象.4.知道卢瑟福的原子核式结构模型的主要内容，能说出原子核的数量级．一、阴极射线　电子的发现[问题设计]1．在图1所示的演示实验中，K和A之间加上近万伏的高电压后，玻璃管壁上观察到什么现象？该现象说明了什么问题？图1答案　玻璃管壁上观察到淡淡的荧光及管中物体在玻璃管壁上的影，这说明阴极能够发出某种射线，并且撞击玻璃引起荧光．2．人们对阴极射线的本质的认识有两种观点，一种观点认为是电磁

2、辐射，另一种观点认为是带电微粒，你认为应如何判断哪种观点正确？答案　可以让阴极射线通过电场或磁场，若射线垂直于磁场方向通过磁场后发生了偏转，则该射线是由带电微粒组成的．[要点提炼]1．阴极射线科学家用真空度很高的真空管做放电实验时，发现真空管阴极发射出的一种射线，叫做阴极射线．2．阴极射线的特点(1)在真空中沿直线传播；(2)碰到物体可使物体发出荧光．3．电了的发现：汤姆孙让阴极射线分别通过电场或磁场，根据偏转情况，证明了它的本质是带负电的粒子流并求出了其比荷．4．密立根通过著名的“油滴实验”精确地测出了电子电荷．电子电荷量一般取e＝1.6×10－19_C，电子质量me＝9.1×10

3、－31_kg.二、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)什么是α粒子？(2)α粒子散射实验装置由几部分组成？实验过程是怎样的？(3)α粒子散射实验的实验现象是什么？答案　(1)α粒子(He)是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，带有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的4倍、电子质量的7300倍．(2)实验装置：①α粒子源：钋放在带小孔的铅盒中，放射出高能α粒子，带两个单位的正电荷，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放大镜：能绕金箔在水平面内转动．④荧光屏：荧光屏装在放大镜上

4、．⑤整个实验过程在真空中进行．金箔很薄，α粒子很容易穿过．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粒子有库仑力的作用，一些α粒子会改变原来的运动方向．带有放大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．(3)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、放大镜、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．实验现象：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍

5、沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°.3．α粒子散射实验的结果用汤姆孙的“枣糕模型”无法解释．4．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．三、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原子内含有的电子数相等，非常接近它们的原子序数．2．原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数就等于原子核中的质子数．3．原子核的大小：原子核半径R的数量级为10－15m，而整个原子半径的数量级是10－10m.因而原子内部十分“空

6、旷”．一、对阴极射线的认识例1　阴极射线从阴极射线管中的阴极发出，在其间的高电压下加速飞向阳极，如图2所示．若要使射线向上偏转，所加磁场的方向应为(　　)图2A．平行于纸面向左B．平行于纸面向上C．垂直于纸面向外D．垂直于纸面向里解析　由于阴极射线的本质是电子流，阴极射线方向向右，说明电子的运动方向向右，相当于存在向左的电流，利用左手定则，为使电子所受洛伦兹力方向平行于纸面向上，磁场方向应为垂直于纸面向外，故选项C正确．答案　C二、带电粒子比荷的测定例2　为求得电子的比荷，设计实验装置如图3所示．其中两正对极板M1、M2之间的距离为d，极板长度为L.若M1、M2之间不加任何电场或磁场

7、，可在荧光屏上P点观察到一个亮点．图3在M1、M2两极板间加极性如图所示的电压，并逐步调节增大，使荧光屏上的亮点逐渐向荧光屏下方偏移，直到荧光屏上恰好看不见亮点为止，记下此时外加电压为U.保持电压U不变，对M1、M2区域再加一个大小、方向合适的磁场B，使荧光屏正中心处重现亮点．(1)外加磁场方向如何？(2)请用U、B、L等物理量表示出电子的比荷.解析　(1)加上磁场后电子不偏转，电场力等于洛伦兹力，且洛伦兹力方向向上，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向外．(