资源简介

(共21张PPT)
3. 原子的核式结构模型
第四单元 原子结构和波粒二象性
1物理观念：
知道发现电子的意义，体会电子发现过程中蕴含的科学方法。
2科学思维：
了解a粒子散射实验原理和实验现象。
3科学探究：
了解卢瑟福的原子核式结构模型。知道原子和原子核大小的数量级，认识原子核式结构模型建立的科学推理与论证过程。
4科学态度与责任：
具有学习和研究物理的好奇心与求知欲，能主动与他人合作，尊重他人，能基于证据和逻辑发表自己的见解，实事求是有将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探索日常生活有关的物理问题。
核 心 素 养
一、问题引入
问题与思考：科学家在研究稀薄气体放电时发现，当玻璃管内的气体足够稀薄时，阴极就发出一种射线。它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光，这种射线的本质是什么呢？
知识点一、电子的发现
一种观点认为阴极射线像X射线一样是电磁辐射代表人物赫兹
另一种观点认为阴极射线是带电微粒代表人物汤姆孙
19世纪，对阴极射线本质的认识有两种观点

1.实验装置：真空玻璃管、阴极、阳极和感应圈。
3.阴极射线：荧光是由于玻璃受到阴极发出的某种射线的撞击而引起的，这种射线命名为阴极射线。
2.实验现象：感应圈产生的高电压加在两极之间，玻璃管壁上发出荧光。
在金属板D1D2之间未加电场时，射线不偏转，射在P1点。
施加如图电场后射线偏转，射在P2点。
发现阴极射线带负电
4. 阴极射线是带负电的粒子
为了使射线回到P1点
5.测定带电粒子的比荷
需在D1D2之间施加
垂直纸面向外的磁场
去掉D1D2之间的电场
射线在磁场作用下偏转，射在P3点。
汤姆孙进一步发现，用不同材料的阴极做实验，所得比荷的数值都是相同的。这说明不同物质都能发射这种带电粒子，它是构成各种物质的共有成分。
J.J 汤姆孙(英国)
1857 ～ 1940
J.J.汤姆孙的原子结构模型
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“西瓜模型”或“枣糕模型”。
J.J 汤姆孙(英国)
1857 ～ 1940
知识点二、α 粒子散射实验
1902年，勒纳德发现电子很容易穿过金属箔，表明原子不是正电荷均匀分布的实心球体。
1909年-1911年，卢瑟福做了著名的α粒子散射实验
猜想
无大角度散射
实验现象
绝大多数α粒子沿原来方向前进
少数α粒子大角度偏转
极少数α粒子反弹回来
卢瑟福，1871-1937，英国物理学家，1908年，卢瑟福获得诺贝尔化学奖.
氦的原子核
1.α粒子散射实验
实验装置
α粒子散射实验
实验发现：
1.绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进；
2.有少数α粒子（约占 1/ 8 000 ）发生了大角度偏转;
3.极少数偏转的角度甚至大于90°，也就是说，它们几乎被撞了回来。
3.带负电的电子在核外空间绕着核旋转做圆周运动。
1.在原子的中心有一个体积很小、带正电荷的核，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。
卢瑟福
1871.81937.10
知识点三、原子的核式结构模型
1.原子核所带正电荷数 = 核外电子数 = 该元素在周期表内的原子序数
2.原子核的半径是很难测量的，一般通过其他粒子与核的相互作用来确定。α粒子散射可以用来估算核半径。对于一般的原子核，实验确定的核半径的数量级为10-15 m，而整个原子半径的数量级是10-10 m，两者相差十万倍之多。原子内部是十分“空旷”。
知识点四、原子核的电荷与尺度
典例精析
典例1．
英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的实验研究发现
A.阴极射线在电场中偏向正极板一侧
B.阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相同
C.不同材料所产生的阴极射线的比荷不同
D.汤姆孙发现了电子，并精确测量了电子的电荷量
√
典例2．
典例精析
(多选)关于α粒子散射实验，下列说法正确的是
A.在实验中，观察到的现象是：绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来的
方向前进，极少数发生了较大角度的偏转
B.使α粒子发生明显偏转的力来自带正电的核和核外电子，当α粒子接近
核时，是核的斥力使α粒子发生明显偏转；当α粒子接近电子时，是电
子的吸引力使之发生明显偏转
C.使少数α粒子产生偏转的原因是原子核对α粒子的万有引力
D.实验表明：原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分
√
√
典例3．
典例精析
关于原子结构的认识历程，下列说法正确的有
A.汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内
B.汤姆孙通过著名的“油滴实验”精确测定了电子电荷
C.卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释原子中带正电部分的体积、
质量占比都很小
D.α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结
构模型的主要依据
√
当堂练习
1.下列关于电子的说法错误的是
A.发现电子是从研究阴极射线开始的
B.汤姆孙发现物质中发出的电子比荷是不同的
C.电子发现的意义是让人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子
本身也具有复杂的结构
D.电子是带负电的，可以在电场和磁场中偏转
√
当堂练习
2.汤姆孙对阴极射线本质的研究，采用的科学方法是
A.用阴极射线轰击金箔，观察其散射情况
B.用“油滴实验”精确测定电子的带电荷量
C.用阴极射线轰击荧光物质，对荧光物质发出的光进行光分析
D.让阴极射线通过电场和磁场，通过阴极射线的偏转情况判断其电性和
计算其比荷
√
当堂练习
3.(多选)如图所示是汤姆孙的气体放电管的示意图，下列说法中正确的是
A.若在D1、D2之间不加电场和磁场，则阴极射线应打到荧光屏的中点P1点
B.若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向下偏转
C.若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向上偏转
D.若在D1、D2之间加上垂直纸面向里的磁场，则阴极射线向上偏转
√
√
当堂练习
4.下列对原子及原子核的认识，正确的是
A.原子由原子核和核外电子组成
B.原子核带有原子的全部正电荷和全部原子的质量
C.原子核直径的数量级为10－10 m
D.中性原子核外电子带的负电荷之和小于原子核所带的正电荷
√
课堂小结
知
识
框
架
J.J 汤姆孙(英国)

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