高中物理选修3-5 2-2原子核式结构模型 课件

科学家不是依赖于个人的思想，而是综合了几千人的智慧，所有人都想一个问题，并且每个人都做它的部分工作，添加到正在建立起来的伟大知识大厦之中。-----卢瑟福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？汤姆孙的原子模型：原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中。汤姆孙的原子模型枣糕模型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罗斯顿用α粒子轰击金箔去验证汤姆孙原子模型。让我们来认识一下卢瑟福吧！从经典物理学的角度看，汤姆孙的模型是很成功的。解释原子是电中性的，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。1895年在新西兰大学毕业后，获得英国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岁时获得了三个学位（文学学士、文学硕士、理学学士）。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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。原子的核式结构1.α粒子射入金箔时难免会与电子碰撞，试估计这种碰撞对α粒子速度影响的大小？（α粒子的质量约是电子质量的7300倍）2.按照汤姆孙的原子模型，正电荷均匀的分布在整个原子球体内，请分析：α粒子穿过金箔受到电荷的作用后，沿哪些方向前进的可能性较大，最不可能沿哪些方向前进？同学们请思考下列问题(阅读教材51页)粒子散射实验1、绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进．2、少数α粒子发生了较大的偏转．3、极少数α粒子的偏转超过90°．4、有的甚至几乎达到180°．第一条现象说明，原子中绝大部分是空的；第二、三现象可看出，α粒子受到较大的库仑力作用；第四条现象可看出，α粒子在原子中碰到了比他质量大的多的东西结果分析：①电子能否使α粒子大角度偏转？②1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？③少数α粒子的大角度偏转甚至反弹是怎么造成的？请根据结果的分析动动你们手中的笔，展开你们的想象力试着画出你所认为的原子结构模型！（请不要吝啬你的草纸）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运动．α粒子穿过原子时，电子对α粒子运动的影响很小，影响α粒子运动的主要是带正电的原子核。而绝大多数的α粒子穿过原子时离核较远，受到的库仑斥力很小，运动方向几乎没有改变，只有极少数α粒子可能与核十分接近，受到较大的库仑斥力，才会发生大角度的偏转。二.原子的核式结构的提出2.对α粒子散射实验现象解释米体育场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：原子（半径10-10m）原子核(半径10-15m）原子的核式结构米•卢瑟福原子的核式结构模型的建立过程•汤姆生发现电子•汤姆生原子模型•枣糕式•卢瑟福原子核式模型•α粒子散射实验•行星式原子核的电荷与尺度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10-15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。统计类型穿透金箔后粒子的行为核式结构模型绝大多数基本上仍沿原来方向前进1.在原子的中心有一个很小的核，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．3.带负电的电子在核外空间绕着核旋转．少数发生了较大的偏转极少数偏转角超过90°个别的甚至被反弹回来（原路返回）课堂小结:粒子散射实验现象及卢瑟福提出原子的核式结构模型:1、在a粒子散射实验中，使少数a粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对a粒子的（）A、万有引力B、库仑力C、磁场力D、弹力2、在a粒子散射实验中，如果一个a粒子跟金箔中的电子相碰，那么（）A．a粒子发生大角度偏转B．a粒子不发生明显偏转C．a粒子被弹回D．以上都不对BB点拨：两个质量非常小的带电体之间的作用点拨：动量知识——质量很大的物体碰撞质量很小的物体3、否定汤姆孙原子模型的实验及其现象是（）A．在a粒子散射实验中，绝大多数a粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进B．在a粒子散射实验中，有少数a粒子发生了大角度偏转，有的偏转角度甚至大于90°C．在a粒子散射实验中，个别a粒子的偏转角甚至达到180°D．阴极射线可在磁场或电场中偏转BC4、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你能以讲故事的形式把这节课的内容说下吗？比比看谁讲的精彩！课堂练习：1、提出原子核式结构模型的科学家是（）A、汤姆生B、玻尔C、卢瑟福D、查德威克C2、卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有（）A、原子的中心有个核，叫做原子核B、原子的正负电荷都均匀分布在整个原子中C、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里D、带负电的电子在核外绕核旋转ACD3、（97全国）在卢瑟福的粒子散射实验中，有少数粒子发生大角度偏转，其原因是（）A、原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B、正电荷在原子中是均匀分布的C、原子中存在着带负电的电子D、原子只能处于一系列不连续的能量状态中A4、（2004年广东综合）若用x代表一个中性原子中核外的电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表此原子的原子核内的中子数，则对的原子来说（）A、x=90,y=90,z=234B、x=90,y=90,z=144C、x=144,y=144,z=90D、x=234,y=234,z=324Th23490B5、氢有三种同位素，分别是氕、氘、氚，则（）A、它们的质子数相等B、它们的核外电子数相等C、它们的核子数相等D、它们的中子数相等H11H21H31AB