18.2-原子的核式结构模型

汤姆孙发现了电子，并且知道了电子是带负电荷的，人们推断出原子中还有带正电的物质。那么这两种物质是怎样构成原子的呢？？英国物理学家汤姆孙汤姆孙原子模型（枣糕模型）汤姆孙的原子模型在汤姆孙的原子模型中，原子是一个球体，正电核均匀分布在整个球内，电子镶嵌其中。1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手们进行了α粒子散射实验。绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子的偏转超过了90°，有的甚至几乎达到180°。西瓜模型或枣糕模型能否解释这种现象？根据汤姆孙模型计算的结果：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。例题1如图所示为α粒子散射实验装置的示意图,荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时,关于观察到的现象,下列说法不正确的是()A.相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多B.相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时稍少些C.放在C、D位置时屏上观察不到闪光D.放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光,但次数极少AD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。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10-14m，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）原子核的符号：(例如），其中A为质量数，Z为电荷数。XAZC126例题2如图所示,Q为金原子核,M、N为两个等势面,虚线为α粒子经过原子核附近的运动轨迹,关于α粒子,下列说法正确的是()A.α粒子从K到R的过程中动能逐渐增加B.α粒子从K到R的过程中动能逐渐减小C.α粒子从K到R的过程中动能先减小后增加D.α粒子从K到R的过程中电势能先增加后减小解析:在α粒子从K到离原子核最近的过程中,库仑斥力做负功,动能逐渐减小,电势能逐渐增加;在α粒子从离原子核最近到R的过程中,库仑斥力做正功,动能增加,电势能减小。由此可知,C、D正确。答案:CD反思只在库仑力做功的情况下,α粒子的电势能与其动能之和保持不变。CD解析:α粒子在由A到B的过程中,满足-2eUNM=12mv2-12𝑚𝑣02由此得v=𝑣02-4𝑒𝑈𝑁𝑀𝑚=(2.5×105)2-4×1.6×10-19×1006.64×10-27m/s≈2.3×105m/s。答案:2.3×105m/s􀎥变式训练􀎥如图所示,M、N为原子核外的两个等势面,已知UNM=100V。一个α粒子以2.5×105m/s从等势面M上的A点运动到等势面N上的B点,求α粒子在B点时速度的大小。(已知mα=6.64×10-27kg)􀎥变式训练􀎥如图所示,M、N为原子核外的两个等势面,已知UNM=100V。一个α粒子以2.5×105m/s从等势面M上的A点运动到等势面N上的B点,求α粒子在B点时速度的大小。(已知mα=6.64×10-27kg)B1.在用α粒子轰击金箔的实验中，卢瑟福观察到的α粒子的运动情况是()A.全部α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进B.绝大多数α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，少数发生较大偏转，极少数甚至被弹回C.少数α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，绝大多数发生较大偏转，甚至被弹回D.全部α粒子都发生很大偏转C2.卢瑟福α粒子散射实验的结果()A.证明了质子的存在B.证明了原子核是由质子和中子组成的C.说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上D.说明原子的电子只能在某些不连续的轨道上运动BC3.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()原子和原子核核ABCD