《原子的核式結(jié)構(gòu)模型》.ppt

《《原子的核式結(jié)構(gòu)模型》.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《原子的核式結(jié)構(gòu)模型》.ppt（29頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

18 2 原子的核式結(jié)構(gòu)模型 教學(xué)目標(biāo) 1 知識(shí)與技能 1 了解原子結(jié)構(gòu)模型建立的歷史過程及各種模型建立的依據(jù) 2 知道粒子散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 及原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要內(nèi)容 2 過程與方法 1 通過對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論與交流 培養(yǎng)學(xué)生對(duì)現(xiàn)象的分析中歸納中得出結(jié)論的邏輯推理能力 2 通過核式結(jié)構(gòu)模型的建立 體會(huì)建立模型研究物理問題的方法 理解物理模型的演化及其在物理學(xué)發(fā)展過程中的作用 3 了解研究微觀現(xiàn)象 3 情感 態(tài)度與價(jià)值觀 1 通過對(duì)原子模型演變的歷史的學(xué)習(xí) 感受科學(xué)家們細(xì)致 敏銳的科學(xué)態(tài)度和不畏權(quán)威 尊重事實(shí) 尊重科學(xué)的科學(xué)精神 2 通過對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)的不斷深入 使學(xué)生認(rèn)識(shí)到人類對(duì)微觀世界的認(rèn)識(shí)是不斷擴(kuò)大和加深的 領(lǐng)悟和感受科學(xué)研究方法的正確使用對(duì)科學(xué)發(fā)展的重要意義 教學(xué)重點(diǎn) 1 引導(dǎo)學(xué)生自主思考討論在于對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析從而否定葡萄干布丁模型 得出原子的核式結(jié)構(gòu) 2 在教學(xué)中滲透和讓學(xué)生體會(huì)物理學(xué)研究方法 滲透三個(gè)物理學(xué)方法 模型方法 黑箱方法和微觀粒子的碰撞方法 教學(xué)難點(diǎn) 引導(dǎo)學(xué)生小組自主思考討論在于對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析從而否定葡萄干布丁模型 得出原子的核式結(jié)構(gòu)教學(xué)方法 教師啟發(fā) 引導(dǎo) 學(xué)生討論 交流 教學(xué)用具 投影片 多媒體輔助教學(xué)設(shè)備 原子復(fù)雜結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)過程 1897年發(fā)現(xiàn)陰極射線是電子流 都從物體中擊出電子來(lái) 原子 中性 電子 一 正電荷 設(shè)想 1 公元前五世紀(jì) 希臘哲學(xué)家提出物質(zhì)是由不可分割的微粒 叫原子 組成 2 100多年前 化學(xué)反應(yīng)中原子的種類和數(shù)目不變 化學(xué)上倍比定律的發(fā)現(xiàn)等證實(shí)了物質(zhì)的原子性結(jié)構(gòu) 認(rèn)為原子是不可再分的 物質(zhì)是由原子組成的 3 19世紀(jì)末20世紀(jì)初 X射線使氣體電離 光電效應(yīng) 湯姆生原子模型 19世紀(jì)是電磁學(xué)大發(fā)展的時(shí)期 到七 八十年代電氣工業(yè)開始有了發(fā)展 發(fā)電機(jī) 變壓器和高壓輸電線路逐步在生產(chǎn)中得到應(yīng)用 然而 漏電和放電損耗非常嚴(yán)重 成了亟待解決的問題 同時(shí) 電氣照明也吸引了許多科學(xué)家的注意 這些問題都涉及低壓氣體放電現(xiàn)象 于是 人們競(jìng)相研究與低壓氣體發(fā)電現(xiàn)象有關(guān)的問題 陰極射線是低壓氣體放電過程中出現(xiàn)的一種奇特現(xiàn)象 對(duì)其本性的研究導(dǎo)致了英國(guó)學(xué)派的微粒說(shuō)和德國(guó)學(xué)派的以太論 電子的發(fā)現(xiàn) 陰極射線是德國(guó)物理學(xué)家J 普呂克爾在1858年利用低壓氣體放電管研究氣體放電時(shí)發(fā)現(xiàn)的 從低壓氣體放電管陰極發(fā)出的電子在電場(chǎng)加速下形成的電子流 陰極可以是冷的也可以是熱的 電子通過外加電場(chǎng)的場(chǎng)致發(fā)射 殘存氣體中正離子的轟擊或熱電子發(fā)射過程從陰極射出 陰極射線 1897年J J 湯姆孫根據(jù)放電管中的陰極射線在電磁場(chǎng)和磁場(chǎng)作用下的軌跡確定陰極射線中的粒子帶負(fù)電 并測(cè)出其荷質(zhì)比 這在一定意義上是歷史上第一次發(fā)現(xiàn)電子 12年后R A 密立根用油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了電子的電荷 電子的發(fā)現(xiàn) 1856 1940英國(guó)劍橋大學(xué)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家 電子的發(fā)現(xiàn) 湯姆孫 1 測(cè)陰極射線的電荷 2 使陰極射線在靜電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn) 陰極射線應(yīng)用 電子示波器中的示波管 電視的顯像管 電子顯微鏡等都是利用陰極射線在電磁場(chǎng)作用下偏轉(zhuǎn) 聚焦以及能使被照射的某些物質(zhì) 如硫化鋅發(fā)熒光的性質(zhì)工作的 高速的陰極射線打在某些金屬靶極上能產(chǎn)生X射線 可用于研究物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu) 陰極射線還可直接用于切割 熔化 焊接等 在19世紀(jì)末年 物理學(xué)有三項(xiàng)重大的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) 這就是X射線 放射性和電子 電子的發(fā)現(xiàn)具有更偉大的意義 因?yàn)檫@一事件使人們認(rèn)識(shí)到自然界還有比原子更小的實(shí)物 電子的發(fā)現(xiàn)打開了通向原子物理學(xué)的大門 人們開始研究原子的結(jié)構(gòu) 電子的發(fā)現(xiàn)之旅 陰極射線 湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子 倫琴發(fā)現(xiàn)X射線 原子可以分割 無(wú)論哪種材料作為陰極產(chǎn)生的粒子質(zhì)量電荷相同 說(shuō)明它們是原子的組成部分 粒子質(zhì)量小于氫原子的千分之一 A K 湯姆孫的原子模型 原子是一個(gè)球體 正電荷均勻分布在整個(gè)球體內(nèi) 電子鑲嵌其中 湯姆孫的原子模型 棗糕模型 粒子散射實(shí)驗(yàn) 盧瑟福 著名的粒子散射實(shí)驗(yàn) 湯姆孫模型預(yù)言的 粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是怎樣的 湯姆孫模型預(yù)言的 粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是怎樣的 正電荷在原子內(nèi)部均勻分布 粒子穿過原子時(shí) 由于粒子兩側(cè)正電荷對(duì)它的斥力大部分互相抵消 使 粒子偏轉(zhuǎn)的力不會(huì)很大 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 絕大多數(shù) 沿原方向前進(jìn)少數(shù) 發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn) 甚至偏角超過900 結(jié)果分析 電子能否使 粒子大角度偏轉(zhuǎn) 1微米厚的金箔內(nèi)含3000層原子層 絕大多數(shù) 粒子穿過金箔仍沿原方向前進(jìn)說(shuō)明什么 少數(shù) 粒子的大角度偏轉(zhuǎn)甚至反彈是怎么造成的 原子的核式結(jié)構(gòu)的提出 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) 根據(jù)盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型 原子內(nèi)部是十分 空曠 的 舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子 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 10米 原子核半徑約是10 14米 原子核的體積只占原子的體積的萬(wàn)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(duì)它的庫(kù)侖力 反饋練習(xí) 1 在用 粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)中 盧瑟福觀察到的 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(lái)的方向前進(jìn)B 絕大多數(shù) 粒子穿過金屬箔后仍按原來(lái)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(lái)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 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(shuō)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(shuō)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 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