3-5-3-2原子的结构(上课用).ppt

第二节原子的结构 十九世纪末 汤姆生发现了电子 并知道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 那么这两种物质是怎样构成原子的呢 在汤姆生的原子模型中 原子是一个球体 正电核均匀分布在整个球内 而电子则像布丁中的葡萄干那样镶嵌在内 一 汤姆生的葡萄干布丁模型 1909 1911年 英国物理学家卢瑟福和他的助手们进行了粒子散射实验 卢瑟福 粒子散射实验 由五部分构成 射线源 金箔 用来发射出 粒子 望远镜 转动园盘 荧光屏 1 实验装置 绝大多数 粒子穿过金箔后仍能沿原来方向前进 少数 粒子却发生了较大的偏转 并且有极少数 粒子偏转角超过了900 有的甚至被弹回 偏转角几乎达到1800 入射的 粒子被分成了三部分 2 粒子散射现象 葡萄干布丁模型能否解释 粒子大角度散射 课本P53讨论与交流 不可能 粒子质量是电子质量的7300倍 电子质量很小 对 粒子的运动方向不会发生明显影响 故 粒子偏转角度不会很大 不可能 粒子在原子附近运动时 由于原子呈中性 与 粒子间没有斥力的作用 故 粒子不会发生大角度偏转 所以 粒子大角度散射说明 葡萄干布丁模型不符合原子结构的实际情况 而正电荷在原子内部均匀分布 穿过原子时 由于原子两侧正电荷对它的斥力有相当一部分相互抵消 使它所受偏转力也很小 故 粒子偏转角度不会很大 卢瑟福认为 粒子一定是受到原子内部正电荷极强的电场斥力作用 运动方向才会发生这样大的改变 只有原子的几乎全部质量和全部正电荷都集中在原子中心的一个很小的核上 才能发生这种现象 你认为原子中的正电荷应如何分布 才有可能造成 粒子的大角度散射 二 原子的核式结构的提出 1 核式结构的内容 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旋转 2 核式结构对散射现象的解释 按照核式结构模型 大多数 粒子都是 侵入 金原子核和电子之间的空隙里 它们受到的库仑力很小 运动方向几乎不变 只有极少数的 粒子会非常接近金原子核 这时它们之间强烈的斥力迫使 粒子发生较大的偏转 甚至被弹回 卢瑟福的核式结构模型 3 原子核的电荷和大小 根据卢瑟福的原子核式模型和 粒子散射的实验数据 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 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 练一练 1 在用 粒子轰击金箔的实验中 卢瑟福观察到的 粒子的运动情况是A 全部 粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进B 绝大多数 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 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 粒子都发生很大偏转 2 卢瑟福对 粒子散射实验的解释是 A 使 粒子产生偏转的主要力是原子中电子对 粒子的作用力 B 使 粒子产生偏转的力主要是库仑力C 原子核很小 粒子接近它的机会很少 所以绝大多数的 粒子仍沿原来的方向前进D 能产生大角度偏转的 粒子是穿过原子时离原子核近的 粒子 3 课本P551 4 在 粒子散射实验中 如果一个 粒子跟金箔中的电子相撞 则 A 粒子的动能和动量几乎没有损失 B 粒子将损失部分动能和动量 C 粒子不会发生显著的偏转 D 粒子将发生较大角度的偏转 5 在 粒子散射实验中 当 粒子最接近金核时 A 粒子动能最小B 粒子受到的库仑力最大C 粒子电势能最小D 粒子动量的变化率最小 原子内部是十分 空旷 的 体育场 因为原子的结构非常紧密 用一般的方法是无法探测它的内部结构的 要认识原子的结构 需要用高速粒子对它进行轰击 而 粒子具有足够的能量 可以接近原子的中心 它还可以使荧光物质发光 如果 粒子与其他的粒子发生相互作用 改变了原来的运动方向 荧光屏就能够显示出它的方向变化 4 为什么要用 粒子做实验 2 关于 粒子散射实验的下述说法中正确的是 A 在实验中观察到的现象是绝大多数 粒子穿过金箔后 仍沿原来方向前进 少数发生了较大偏转 极少数偏转超过90 有的甚至被弹回接近180 B 使 粒子发生明显偏转的力是来自带正电的核及核外电子 当 粒子接近核时是核的推斥力使 粒子发