高中物理18.2《原子核式结构模型》教学课件.ppt

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1、2.原子的核式结构模型第十八章原子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？电子正电荷一.汤姆孙的原子模型原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中。所以又被人们称为“西瓜模型”或“枣糕模

2、型”。汤姆孙的原子模型：汤姆孙的原子模型葡萄干面包模型从经典物理学的角度看，汤姆孙的模型很成功的.解释了原子是电中性的，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。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马斯顿用α粒子轰击金箔去验证汤姆孙原子模型。1903勒纳德实验较高速度的电子很容易穿透原子，看来原子不是一个实心球体。1895年在新西兰大学毕业后，获得英国

3、剑桥大学的奖学金进入卡文迪许实验室，成为汤姆孙的研究生。提出原子结构的核式模型，为原子结构的研究做出很大的贡献。1898年，在汤姆孙的推荐下，担任加拿大麦吉尔大学的物理教授。1907年返回英国出任曼彻斯特大学的物理系主任。1919年接替退休的汤姆孙，担任卡文迪许实验室主任。1925年当选为英国皇家学会主席。1931年受封为纳尔逊男爵。1937年10月19日因病在剑桥逝世，与牛顿和法拉第并排安葬，享年66岁。欧内斯特·卢瑟福1871年8月30日生于新西兰纳尔逊的一个手工业工人家庭。并在新西兰长大。他进入新西兰的坎特伯雷学院学习。23岁时获得了

4、三个学位（文学学士、文学硕士、理学学士）。让我们来认识一下卢瑟福吧！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。为开辟原子物理学做了开创性的工作。2、1909年起，卢瑟福根据α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。桃李满天下在卢瑟福的悉心培养下，他的学生和助手有多人获得了诺贝尔奖金：1921年，卢瑟福的助

5、手索迪获诺贝尔化学奖；1922年，卢瑟福的学生阿斯顿获诺贝尔化学奖；1922年，卢瑟福的学生玻尔获诺贝尔物理奖；1927年，卢瑟福的助手威尔逊获诺贝尔物理奖；1935年，卢瑟福的学生查德威克获诺贝尔物理奖；1948年，卢瑟福的助手布莱克特获诺贝尔物理奖；1951年，卢瑟福的学生科克拉夫特和瓦耳顿，共同获得诺贝尔物理奖；1978年，卢瑟福的学生卡皮茨获诺贝尔物理奖。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，电子的7300倍。金箔——作为靶子，厚度1μm,重叠了300

6、0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，且可360°转动观察不同角度α粒子的到达情况。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对于上述实验的结果感到十分惊奇，他说：“这是我一生中从未有的最难以置信的事，它好比你对一张纸发射炮弹，结果被发弹回来而打到自己身上。。。。。”3.实验分析思考：为什么会这样说？汤姆逊枣糕原子模型能否解释这种现象？二.

7、α粒子散射实验（1）粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞后造成的？（2）按照枣糕模型，粒子出现大角度散射有没有可能是原子中正电荷造成的？请你来回答吧！！汤姆孙模型预言的α粒子散射实验的结果是怎样的？正电荷在原子内部均匀分布，α粒子穿过原子时，由于粒子两侧正电荷对它的斥力大部分互相抵消，使α粒子偏转的力不会很大。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

8、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！！！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？