选修3-5第2章第1节电子的发现

第二章原子结构第1、2节电子的发现及原子核式模型世间万物是由原子构成的…原子是一种最后的不可分割的物质微粒…德谟克利特Democritus古希腊哲学家约前460～前370道尔顿英国化学家1766-1844每种化学元素都有它对应的原子…原子是最微小的不可分割的实心球体…atomΑτομικής一、电子的发现1858年，德国物理学家普吕克尔发现这种现象。1876年，德国物理学家戈德斯坦认为管壁上的荧光是由于玻璃受到了阴极射线的撞击而引起的，并命名为这种射线为阴极射线。P3....................................B阴极射线CathoderayJ.J汤姆孙J.JThomson1857～1940英国赫兹H.RudolfHertz1857～1894德国认为阴极射线是一种“电磁波”认为阴极射线是一种“高速粒子流”我看到的是：1、它在电场中不偏转，因此不带电2、它能穿透薄铝片粒子是做不到的但波可以!让我们一起来好好想想……1、阴极射线：产生：在研究气体导电的玻璃管内有阴阳两极。当两极间加一定电压时阴极便发出一种射线，这种射线为阴极射线。2、汤姆孙的发现（1）阴极射线电性的发现由阴极射线的偏转方向判定阴极射线带负电....................................Ba、带电粒子在磁场中偏转模型VLdqVBOr2drb、带电粒子在电场中的偏转模型＋＋＋＋＋＋＋＋＋VqEyYDL－－－－－－－－－EdO...........................BC、速度选择器VqEqVBE＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－－（2）阴极射线的荷质比所以，q/m=v/Br=E/B2r≈1011C/kg∷∷∷∷电场力和洛仑兹力相等qvB=Eq去掉电场后作匀速圆周运动,半径为rr=mv/qB现在精确计算得q/m=1.75881×1011C/kg3、电子发现的重大意义人类第一次发现了比原子小的粒子，电子的发现，打破了原子不可再分的传统观点，使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身还有内部结构。1910年，密立根油滴实验此处电荷的电荷量，现在电荷量的值为e=1.6021177334911×10-19C提问：原子到底是个什么样子的呢？？kgm31101094.9根据荷质比，可以精确地计算出电子的质量带负电，且电荷量与氢离子相同1质量是最轻的原子近1/20002阴极射线是由比最小的原子还小的多的带负电荷的微粒构成的【课堂例题】一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方，放一通电直导线AB时，发现射线径迹向下偏，则：（）A．导线中的电流由A流向BB．导线中的电流由B流向AC．若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改变AB中的电流方向来实现D．电子束的径迹与AB中的电流方向无关AB二、原子的核式结构模型1903道尔顿原子模型原子是组成物质的基本粒子，它是坚实的，不可再分的实心球1904汤姆孙原子模型原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。1、原子结构模型的演变汤姆孙的正电子球模型电子正电荷该模型也被称为枣糕模型或葡萄干蛋糕模型。2、α粒子散射实验装置（1）观测结果：a、绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进。b、少数α粒子发生了较大的偏转。c、极个别α粒子偏转角超过900，甚至弹回。思考：汤姆孙模型能解释这一实验结果吗？电子正电荷α粒子α粒子穿汤姆孙的原子模型，α粒子可能与电子相碰，但α粒子运动方向不会改变，因为电子的质量很小。α粒子与带正电物质的作用只可能发生小角度的偏转，解释不了大角度偏转。（2）寻找新模型——卢瑟福的思考1、绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进。为什么？2、少数α粒子发生了较大的偏转。为什么？3、极个别α粒子被弹回。为什么？原子内是十分空的，绝大多数α粒子没有碰上带正电的质量大的物质。只有少数α粒子离带正电物质较近。命中率很小，原子内正电荷和原子的质量集中在很小的体积内。只有极个别的α粒子正对着带正电的物质运动。3、原子的核式结构模型在原子的中心，有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动。1010m1510m原子的核式结构的提出在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里．带负电的电子在核外空间绕着核旋转．•原子核的核式结构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：体育场原子原子核原子核的电荷和大小•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10-10米、原子核半径约是10-14米，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。•（3）电子绕核旋转所需向心力就是核对它的库仑力。思考：在对原子结构的研究认识中科学家经过了怎样的过程？猜想假设设计实验观察分析形成理论或新假设汤姆孙模型及其他模型α粒子散射实验观察分析实验现象核式结构模型三、原子核的组成1、质子的发现1919年卢瑟福用α粒子轰击氮核，打出了一种粒子，通过测量它的电荷与质量，知道它是氢原子核（电荷量为一个元电荷，质量约为电子质量的1840倍），后命名质子。后来又有科学家从氟、钠、铝等原子核中打出了质子。因而人们断定质子是原子核的组成部分。思考：原子核里是不是只有质子？2、中子的发现1932年，卢瑟福的学生查德威克用α粒子轰击铍核发现了中子。中子的质量非常接近质子的质量。3、原子核的组成27271.6726231101.674928610Hnmkgmkg①原子核由质子和中子组成，质子和中子统称核子。质子数－Z等于原子的电荷数质量数－A等于核子数中子数＝A－Z等于核子数减质子数②原子核符号AZX例如：23592U42He11H10n③同位素例如：11H21H31H3、当α粒子被重核散射时，如图所示的运动轨迹哪些是不可能存在的答案：BC