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1、第十八章 原子結(jié)構(gòu) 18.2 原子的核式 結(jié)構(gòu)模型 人教版選修 3-5 盧 瑟 福 十九世紀(jì)末，湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，并知道 電子是原子的組成部分由于電子是帶 負(fù)電的，而原子又是中性的，因此推斷 出原子中還有帶正電的物質(zhì)那么這兩 種物質(zhì)是怎樣構(gòu)成原子的呢？ 歷史回顧 電子 正電荷 在湯姆生的原 子模型中，原子是 一個(gè)球體；正電核 均勻分布在整個(gè)球 內(nèi)，而電子都象布 丁中的葡萄干那樣 鑲嵌在內(nèi)。 一 .湯姆生的原子模型 湯姆生提出的棗糕原子 模型是否正確呢？ 1909 1911年，英國物理 學(xué)家盧瑟福和他的助手們進(jìn) 行了 粒子散射實(shí)驗(yàn) 盧 瑟 福 二 . 粒子散
2、射實(shí)驗(yàn) 高速 粒子 熒光屏 二 . 粒子散射實(shí)驗(yàn) 思考與討論： 1. 粒子射入金箔時(shí)難免與電子碰撞。 試估計(jì)這 種碰撞對 粒子速度影響的大小。 2.按照湯姆孫棗糕原子模型，正電荷均勻分布在 整個(gè)原子球體內(nèi)部。 請分析： 粒子穿過金箔， 受到電荷的作用力后，沿哪些方向前進(jìn)的可能 性較大，最不可能沿什么方向前進(jìn)。 試畫出 粒子穿過 湯姆孫棗糕模型的圖景。 二 . 粒子散射實(shí)驗(yàn) 盧瑟福 根據(jù) 他的導(dǎo)師湯姆生 模型計(jì)算的結(jié)果： 電子質(zhì)量很小， 對 粒子的運(yùn)動(dòng) 方向不會(huì)發(fā)生明 顯影響；由于正 電荷均勻分布， 粒子所受庫侖 力也很小，故 粒子偏轉(zhuǎn)角度不 會(huì)很大 二 . 粒
3、子散射實(shí)驗(yàn) 絕大多數(shù) 粒子穿過金箔后 仍沿原來方向前進(jìn) ， 但 少數(shù) 粒子發(fā)生了 較大的偏轉(zhuǎn) ， 并且有 極少數(shù) 粒子的 偏轉(zhuǎn)超過了 90 ， 有的 甚至幾乎達(dá)到 180 。 二 . 粒子散射實(shí)驗(yàn) 盧瑟福對于上述實(shí)驗(yàn)的結(jié)果感到十分驚奇， 他說： “ 這是我一生中從未有的最難以置信 的事，它好比你對一張紙發(fā)射炮彈，結(jié)果被 炮彈回來而打到自己身上。。。。。 ” 粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象 請畫出 粒子散射圖景 二 . 粒子散射實(shí)驗(yàn) （ 1）粒子出現(xiàn)大角度散射有沒有可能是與電子 碰撞后造成的？ （ 2）按照棗糕模型，粒子在原子附近或穿越原 子內(nèi)部后有沒有可能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)？ （
4、3）你認(rèn)為原子中的正電荷應(yīng)如何分布，才有 可能造成 粒子的大角度偏轉(zhuǎn)？為什么？ 湯姆遜棗糕原子模型能否解釋？ 絕大多數(shù)粒子不偏移 原子內(nèi)部絕大部分 是“空”的。 少數(shù)粒子發(fā)生較大偏轉(zhuǎn) 原子內(nèi)部有“核” 存在。 極少數(shù)粒子被彈回 作用力很大；質(zhì)量很 大；電量集中。 二 . 粒子散射實(shí)驗(yàn) 在原子的中心有一個(gè)很小的核 ， 叫做原子 核 原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都 集中在原子核里 帶負(fù)電的電子在核外空 間繞著核旋轉(zhuǎn) 三 . 原子的核式結(jié)構(gòu)的提出 原子核式結(jié)構(gòu)模型的 粒子散射圖景 三 . 原子的核式結(jié)構(gòu)的提出 根據(jù)盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型，原子內(nèi)部是十分
5、 “ 空曠 ” 的，舉一個(gè)簡單的例子 ： 體育場 原子 原子核 四 .原子核的電荷與尺度 原子核的電荷和大小 根據(jù)盧瑟福的原子核式模型和 粒子散射 的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以推算出各種元素原子核 的電荷數(shù)，還可以估計(jì)出原子核的大小。 （ 1）原子的半徑約為 10-10m、原子核半徑 約是 10-15m，原子核的體積只占原子的體積 的萬億分之一。 （ 2）原子核所帶 正電荷數(shù) 與核外 電子數(shù) 以 及該元素在周期表內(nèi)的 原子序數(shù)相等 。 （ 3）電子繞核旋轉(zhuǎn)所需 向心力 就是核對它 的庫侖力。 四 .原子核的電荷與尺度 1、在用 粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)中，盧瑟福觀 察
6、到的 粒子的運(yùn)動(dòng)情況是 A、全部 粒子穿過金屬箔后仍按原來的方 向前進(jìn) B、絕大多數(shù) 粒子穿過金屬箔后仍按原來 的方向前進(jìn)，少數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)甚至 被彈回 C、少數(shù) 粒子穿過金屬箔后仍按原來的方 向前進(jìn)，絕大多數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，甚至被彈回 D、全部 粒子都發(fā)生很大偏轉(zhuǎn) 答案： B 反饋練習(xí) 2、盧瑟福 粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果 A、證明了質(zhì)子的存在 B、證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的 C、說明原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都 集中在一個(gè)很小的核上 D、說明原子的電子只能在某些不連續(xù)的軌道 上運(yùn)動(dòng) 答案： C 反饋練習(xí) 3、當(dāng) 粒子被重核散射時(shí)，如圖所示的運(yùn)動(dòng) 軌跡哪些是不可能存在的？ 答案： BC 反饋練習(xí)
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