学人教版选修35 18.2原子的核式结构模型 课件（1）（31张）.ppt

第二节原子的核式结构模型 课前自主学案 核心要点突破 课堂互动讲练 课标定位 知能优化训练 第二节 课标定位学习目标 1 知道 粒子散射实验的现象 2 知道卢瑟福的原子核式结构模型的主要内容 理解模型提出的主要思想 3 知道原子核的核电荷数的意义及原子核的尺度 重点难点 1 粒子散射实验现象及其解释 2 卢瑟福的原子核式结构模型 课前自主学案 一 汤姆孙的原子模型汤姆孙于1898年提出了原子模型 他认为原子是一个 弥漫性地均匀分布在整个球体内 镶嵌在球中 球体 正电荷 电子 图18 2 1 汤姆孙的原子模型 小圆点代表正电荷 大圆点代表电子 汤姆孙的原子模型被称为西瓜模型或枣糕模型 该模型能解释一些实验现象 但后来被 实验否定了 二 粒子散射实验1 粒子是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子 实质是失去两个电子的 带 电荷 质量为 质量的4倍 粒子散射 氦原子核 两个单位正 氢原子 2 实验结果 1 粒子穿过金箔后 基本沿原方向前进 2 粒子发生大角度偏转 偏转角甚至大于90 3 卢瑟福通过 粒子散射实验 否定了汤姆孙的原子模型 建立了 模型 4 核式结构模型 1911年由卢瑟福提出 在原子中心有一个很小的核 叫 它集中了原子全部的 和几乎全部的 在正电体的外面运动 绝大多数 少数 核式结构 原子核 正电荷 质量 电子 三 原子核的电荷与尺度1 电荷 原子核是由 和 组成的 原子核的电荷数就是核中的 2 尺度 对于一般的原子核 实验确定的核半径r的数量级为 m 而整个原子半径的数量级是 m 两者相差十万倍之多 可见原子内部是十分 空旷 的 质子 中子 质子数 10 15 10 10 核心要点突破 图18 2 2 4 实验注意事项 1 整个实验过程需在真空中进行 2 粒子是氦核 本身很小 金箔需很薄 粒子才能很容易穿过 3 实验中用的是金箔而不是铝箔 这是因为金的原子序数大 粒子与金核间库仑力大 偏转明显 另外金的延展性好 容易做成极薄的金箔 4 实验现象说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 粒子大角度散射是不可能的 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 关于 粒子散射实验 下列说法正确的是 a 该实验在真空环境中进行b 带有荧光屏的显微镜可以在水平面内的不同方向上移动c 荧光屏上的闪光是散射的 粒子打在荧光屏上形成的d 荧光屏只有正对 粒子源发出的射线方向上才有闪光 解析 选abc 本题考查 粒子散射实验装置及其作用 只有在正确理解 粒子散射实验的基础上 才能选出正确选项 对于d项 考虑到有少数的 粒子因为靠近金原子核 受到斥力而改变了运动方向 故d错 二 两种模型对 粒子散射现象的分析1 汤姆孙枣糕模型对 粒子散射现象的分析 1 粒子如果从原子之间或原子的中心线穿过 它受到周围正负电荷的库仑力是平衡的 粒子不偏转 2 粒子如果偏离了原子之间的中心线穿过 则两侧的库仑力相当大一部分被抵消 粒子偏转很小 3 粒子如果正对着电子射来 由于电子质量远小于 粒子的质量 粒子速度大小及方向基本上不变 更不可能反弹 因此 粒子散射实验否定了汤姆孙的原子模型 2 卢瑟福核式结构模型对 粒子散射现象的分析 1 粒子穿过原子时 如果离核较远 受到的库仑斥力很小 粒子运动方向改变极少 而由于原子核很小 这种机会就很多 因此绝大多数 粒子基本上仍沿原来的方向前进 见图18 2 3 图18 2 3 2 粒子十分接近原子核穿过时 才受到很大的库仑斥力 偏转角才很大 而这种机会很少 因此 有少数 粒子发生大角度偏转 见上图 3 粒子几乎是正对着原子核射来时 粒子受到很大的库仑力 几乎是被原速率弹回 而这种机会更少 因此有极少数发生了近180 角的偏转 见上图 由此可见 粒子散射实验建立了原子的核式结构 还估算出了原子核的大小 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 卢瑟福利用 粒子轰击金箔的实验研究原子结构 正确反映实验结果的示意图是 图18 2 4 解析 选d 粒子轰击金箔后偏转 越靠近金箔 偏转的角度越大 所以a b c错误 d正确 课堂互动讲练 在卢瑟福的 粒子散射实验中 有少数 粒子发生大角度偏转 其原因是 a 原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上b 正电荷在原子中是均匀分布的c 原子中存在着带负电的电子d 金箔的金原子间存在很大的空隙 只有极少数碰到金原子 精讲精析 卢瑟福的 粒子散射实验中少数 粒子发生了较大角度的偏转 说明只有少数 粒子受到很强的斥力 大多数 粒子受到的斥力很小 这反映出在原子内部正电荷分布在很小的空间 且质量很大 a正确 b错误 实验中所用金箔尽管很薄 但也有上万层原子 由此可知 有少数 粒子偏转显然不是由于碰到金原子 由此知c d错误 答案 a 误区警示 1 由于对 粒子散射实验中的现象产生的原因不能正确理解 而误选d 2 处理此类问题需要明确 粒子散射实验的意义 理解原子内正电荷和几乎全部的质量集中在一个很小的区域 即原子核非常小 变式训练1卢瑟福对 粒子散射实验的解释是 a 使 粒子产生偏转的力主要是原子中电子对 粒子的作用力b 使 粒子产生偏转的力是库仑力c 原子核很小 粒子接近它的机会很小 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 解析 选bcd 原子核带正电与 粒子间存在库仑力 当 粒子靠近原子核时受库仑力而偏转 故b对 a错 由于原子核非常小 绝大多数粒子经过时离核较远因而运动方向几乎不变 只有离核很近的 粒子受到的库仑力较大 方向改变较多 故c d对 根据 粒子散射实验 卢瑟福提出了原子的核式结构模型 图18 2 5中虚线表示原子核所形成的电场的等势线 实线表示一个 粒子的运动轨迹 在 粒子从a运动到b再运动到c的过程中 下列说法中正确的是 图18 2 5 a 电场力先做负功 后做正功 总功等于零b 加速度先变小 后变大c a c两点的动能不相等d 动能与电势能的和不变 思路点拨 由库仑定律及牛顿第二定律分析加速度的变化 由电场力做功与电势能的变化关系及动能定理分析能量的变化 自主解答 粒子与原子核之间的作用力为库仑斥力 从a b库仑力做负功 动能减少 电势能增加 从b c库仑力做正功 动能增加 电势能减少 且a b与b c库仑力所做的总功为0 则a c两点动能相等 故a正确 c错误 因为只有电场力做功 故动能与电势能的和不变 d正确 粒子与原子核相距越近 库仑力越大 加速度越大 故从a b c加速度先增大后减小 b错误 答案 ad 方法总结 该题涉及了库仑定律 牛顿第二定律 能量守恒及电场力做功和能量转化关系的知识 学习时应注意前后知识的联系及知识的灵活应用 变式训练2关于 粒子散射实验 下列说法中正确的是 a 绝大多数 粒子经过金箔后 发生了角度不太大的偏转b 粒子在接近原子核的过程中 动能减少 电势能减少c 粒子离开原子核的过程中 动能增大 电势能也增大d 对 粒子散射实验的数据进行分析 可以估算出原