2019-2020学年高中物理 第2章 原子结构 第2节 原子的核式结构模型课件 鲁科版选修3-5

第2章原子结构第2节原子的核式结构模型第2章原子结构1．知道α粒子散射实验的原理和实验结果．(重点＋难点)2．知道原子的核式结构模型．(重点)一、α粒子散射实验1．实验目的：α粒子通过金箔时，用这些已知的粒子与金属内的原子__________，根据粒子的__________来获得原子______的信息．2．实验方法：用由放射源发射的α粒子束轰击______，利用荧光屏接收，探测通过金箔后的α粒子的偏转情况．相互作用偏转情况内部金箔3．实验结果：__________α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但是有______α粒子发生了较大的偏转，有极少数α粒子偏转角______90°，有的甚至被______弹回，α粒子被反射回来的概率竟然有________．绝大多数少数超过原路1/80001．(1)α粒子散射实验证明了汤姆孙的原子模型是符合事实的．()(2)α粒子散射实验中大多数α粒子发生了大角度偏转或反弹．()(3)α粒子大角度的偏转是电子造成的．()×××二、卢瑟福原子模型1．核式结构模型：原子内部有一个很小的核，叫________，原子的全部________以及几乎全部的______都集中在原子核内，带负电的______绕核运动．原子的核式结构模型又被称为______模型．2．原子的大小(1)原子直径数量级：____________．(2)原子核直径数量级：____________．原子核正电荷质量电子行星10－10m10－15m2．(1)原子核很小，原子中绝大部分是空的．()(2)原子核半径的数量级为10－10m．()(3)原子核的质量数就是核中的质子数．()√××α粒子散射实验的理解1．实验背景α粒子散射实验是卢瑟福和他的合作者做的一个著名的物理实验，实验的目的是想证实汤姆孙原子模型的正确性，实验结果却成了否定汤姆孙原子模型的有力证据．在此基础上，卢瑟福提出了原子核式结构模型．2．实验装置：如图所示，由放射源、金箔、荧光屏等组成．3．实验的注意事项(1)整个实验装置及实验过程必须在真空中进行．(2)α粒子是氦核，穿透能力很弱，因此金箔必须很薄，α粒子才能穿过．4．实验分析(1)由于电子质量远小于α粒子质量，所以电子不可能使α粒子发生大角度偏转．(2)使α粒子发生大角度偏转的只能是原子中带正电的部分，按照汤姆孙原子模型，正电荷在原子内是均匀分布的，α粒子穿过原子时，它受到的两侧斥力大部分抵消，因而也不可能使α粒子发生大角度偏转，更不能使α粒子反射弹回，这与α粒子的散射实验相矛盾．(3)实验现象表明原子绝大部分是空的，除非原子的几乎全部质量和所有正电荷都集中在原子中心的一个很小的核上，否则，α粒子大角度散射是不可能的．5．实验意义(1)否定了汤姆孙的原子结构模型．(2)提出了原子核式结构模型，明确了原子核大小的数量级．如图所示为卢瑟福和他的同事们做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，观察到的现象，下述说法中正确的是()A．放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B．放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多C．放在C位置时，屏上观察不到闪光D．放在D位置时，屏上观察不到闪光[思路点拨]根据α粒子散射实验的现象解答．[解析]实验中，绝大多数α粒子能够穿过金箔沿原方向前进，有少数α粒子发生较大偏转，极少数α粒子偏转角度超过90°，有的甚至被反向弹回，根据实验现象可知，只有A正确．[答案]A在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看做静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是()解析：选C．α粒子与原子核相互排斥，A、D错；运动轨迹与原子核越近，力越大，运动方向变化越明显，B错，C对．两种原子模型的区别汤姆孙的葡萄干面包模型卢瑟福的原子核式模型分布情况正电荷和质量均匀分布，负电荷镶嵌在其中正电荷和几乎全部质量集中在原子中心的一个极小核内，电子质量很小，分布在很大空间内汤姆孙的葡萄干面包模型卢瑟福的原子核式模型受力情况α粒子在原子内部时，受到的库仑斥力相互抵消，几乎为零少数靠近原子核的α粒子受到的库仑力大，而大多数离核较远的α粒子受到的库仑力较小汤姆孙的葡萄干面包模型卢瑟福的原子核式模型偏转情况不会发生大角度偏转，更不会弹回绝大多数α粒子运动方向不变，少数α粒子发生大角度偏转，极少数α粒子偏转角度超过90°，有的甚至被弹回分析结论不符合α粒子散射现象符合α粒子散射现象在原子的核式结构中，原子核的体积远小于原子的体积，原子内部是十分“空旷”的．(多选)关于原子核式结构理论说法正确的是()A．是通过发现电子现象得出来的B．原子的中心有个核，叫做原子核C．原子的正电荷均匀分布在整个原子中D．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旋转[解题探究](1)卢瑟福的原子结构模型带正电部分如何分布？(2)卢瑟福的原子结构模型带负电部分如何分布？[解析]原子的核式结构模型是在α粒子的散射实验结果的基础上提出的，A错误．原子中绝大部分是空的，带正电的部分集中在原子中心一个很小的范围，称为原子核，B正确，C错误．原子核集中了原子全部正电荷和几乎全部质量，带负电的电子在核外旋转，D正确．[答案]BD原子核式结构与力电综合问题已知电子质量为9．1×10－31kg，带电荷量为－1．6×10－19C．当氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为0．53×10－10m，求电子绕核运动的线速度、动能、周期和形成的等效电流．[思路点拨]α粒子的散射实验推出的核式结构模型中，核外电子绕核高速旋转，往往把它看成是库仑力提供向心力做匀速圆周运动，利用圆周运动的知识求周期及等效电流等．[解析]由卢瑟福的原子模型可知：电子绕核做圆周运动，所需的向心力由核对电子的库仑引力来提供．根据mv2r＝ke2r2，得v＝ekrm＝1．60×10－19×9×1090.53×10－10×9.1×10－31m/s≈2．19×106m/s其动能Ek＝12mv2＝12×9．1×10－31×(2．19×106)2J≈2．18×10－18J运动周期T＝2πrv＝2×3.14×0.53×10－102.19×106s≈1．52×10－16s电子绕核运动形成的等效电流I＝qt＝eT＝1.6×10－191.52×10－16A≈1．05×10－3A．[答案]2．19×106m/s2．18×10－18J1．52×10－16s1．05×10－3A本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放