高三物理：2.2《原子的核式结构模型》课件(鲁科版选修3-5)

原子的核式结构模型电子的发现之旅阴极射线发现电子原子可以分割。无论哪种材料作为阴极产生的粒子质量电荷相同，说明它们是原子的组成部分。粒子质量小于氢原子的千分之一。•汤姆生发现电子，电子是原子的一部分而且带负点。而且原子呈电中性，原子内还有带正电部分。原子内部既有正电荷又有负电荷，它会具有有怎样的内部结构呢？•如果你是当时的科学家会有怎样的猜想？（请同学们大胆的假设）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•放射源：放射性元素镭置于铅盒内，只开一个小孔，使α粒子只沿一个确定方向高速出来，α粒子具有足够的能量，可以接近原子中心，还可以使荧光物质发光。•金箔：金的延展性很好，可薄到1微米（大概3000层原子厚度）•显微镜：可绕金箔转动，起放大作用，更容易观察•荧光屏：装在显微镜上，α粒子打在上面可发出荧光•整个装置置于一抽成真空的容器中（为了减小空气分子对α粒子的阻碍作用）。•卢瑟福就准备用α粒子来轰击金箔中的原子，用带有荧光屏的显微镜观察看有什么现象发生。请观看动画α粒子散射实验的数据在这个实验中卢瑟福和他的学生共记录下十万次以上的闪光照片，才发现了少数的粒子发生大角度偏转。这一方面向我们展示了科学家们的锲而不舍、严谨务实的科学态度，同时也告诉我们，在任何成功的背后都付出巨大的艰辛！散射角15度30度45度60度75度105度120度180度闪烁数13200078001435477211695123α粒子散射实验的数据散射角15度30度45度60度75度105度120度180度闪烁数13200078001435477211695123实验现象根据以上实验数据，用科学语言表述实验结果：绝大多数沿原来的方向前进少数发生了较大偏转极少数甚至被弹回。实验反质疑•按照汤姆生原子模型来分析，α粒子轰击金箔后会出现大角度的偏转吗？•①电子能否使粒子发生大角度的偏转？（粒子的质量是电子质量的7000多倍）•②正电荷有没有可能使粒子发生大角度偏转？（汤姆逊模型中的正电荷是均匀分布的）请同学们分组讨论！按照汤姆生原子模型来分析，α粒子轰击金箔后绝不会出现大角度的偏转！汤姆生原子结构模型准确吗？为什么？卢瑟福的困惑•卢瑟福当时也感到十分惊奇，根据汤姆生模型，原子质量均匀分布在原子内。而这样分散的质量是无法使运动得很快，具有很大动能的α粒子往回散射的，就和“一枚炮弹打在一张纸上又被反射回来打到自己身上”一样不可置信。面对“枣糕模型”无法解释的实验现象。你又会对α粒子散射实验的实验结果提出什么样的疑问呢？做出什么样的假设？•小组讨论、小组间互相提问。思考：（1）α粒子为什么会发生大角度的偏转？肯定是力的原因。（2）谁对它的力，是负电荷吗？不是，负电荷质量太小不会让α粒子弹回。那就只有正电荷部分。而正电荷部分又不能像枣糕模型一样均匀分布，那就只能集中。（3）α粒子会反弹回去，从碰撞的角度分析是什么原因？说明“碰到”的这个带正电的部分质量很大！（4）绝大部分α粒子没有偏转是什么原因？少数α粒子较大偏转又是什么原因？说明原子内部是很“空旷”的。所带正电和质量都集中在很小的区域，构成一个“核”。（5）电子怎么办？静止不动吗？电子不能静止不动，这样原子结构不会稳定。可象天体运动一样围绕中间的核旋转。让正电荷对它的吸引力提供做圆周运动的向心力。（宏观宇宙与微观宇宙的统一）（6）请你画出你认为的原子内部结构原子核式结构模型1．核式结构原子有一个很小的核，它集中了原子的全部正电荷和几乎全部质量，电子在核外巨大的空间绕核运动2．反解释实验现象核式结构模型可解释α粒子散射实验的现象！原子内部到底有多“空”？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。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！•举一个简单的例子：体育场原子原子核随堂训练1、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答案：B2、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答案：C3、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