人教版物理选修3-5导学精品课件：第十八章-原子结构-第2节课件.ppt

第十八章 原子结构 第二节原子的核式结构模型 学习目标 知识导图 课前预习 汤姆孙在发现电子后 便投入了对原子内部结构的探索 他运用丰富的想象 提出了原子 模型 如图所示 在这个模型里 汤姆孙把原子看作一个球体 正电荷 地分布在整个球内 电子象枣糕上的枣子一样嵌在球中 被 吸引着 原子内正 负电荷 因此原子的整体呈 性 知识点1 汤姆孙的枣糕式模型 枣糕 均匀 正电荷 相等 中 1909 1911年卢瑟福和他的助手做了用 粒子轰击金箔的实验 获得了重要的发现 1 实验装置 如图所示 说明 1 整个实验过程在真空中进行 2 金箔很薄 粒子 He核 很容易穿过 知识点2 粒子散射实验 2 实验结果绝大多数 粒子穿过金箔后基本上仍沿 但是有少数 粒子发生了 的偏转 极少数粒子被 3 实验意义卢瑟福通过 粒子散射实验 否定了汤姆孙的原子模型 建立了 模型 原来的方向前进 较大 反向弹回 核式结构 卢瑟福依据 粒子散射实验的结果 提出了原子核的核式结构 原子中心有一个很小的核 叫 原子的全部 电荷和几乎全部 都集中在核里 带负电的 在核外空间绕核旋转 如图所示 知识点3 卢瑟福的核式结构模型 原子核 正 质量 电子 原子核的电荷数等于核外 数 接近于原子序数 原子核大小的数量级为 m 原子大小数量级为 m 两者相差十万倍之多 可见原子内部十分 空旷 若原子相当于一个立体的足球场的话 则原子核就象足球场中的一粒米 知识点4 原子核的电荷与尺度 电子 10 15 10 10 判一判 1 汤姆孙的枣糕式模型认为原子是一个球体 正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内 2 粒子散射实验中绝大多数 粒子都发生了较大偏转 3 卢瑟福的核式结构模型认为原子中带正电的部分体积很小 电子在正电体外面运动 4 原子核的电荷数等于核中的中子数 5 对于一般的原子 由于原子核很小 所以内部十分空旷 选一选 英国物理学家卢瑟福用 粒子轰击金箔 为了解释实验结果 提出了原子的核式结构学说 如图所示 O表示金原子核的位置 曲线ab和cd表示经过金原子核附近的 粒子的运动轨迹 能正确反映实验结果的图是 解析 粒子散射实验的原因是 粒子与金原子核间存在库仑斥力 因此 仅有D图正确 D 想一想 有人认为 粒子发生散射的主要原因是 粒子撞击到了金箔原子上 好像两个玻璃球的碰撞一样发生的反弹 这种观点正确吗 答案 不正确解析 粒子发生散射的主要原因是受到原子核库仑斥力的作用 在微观领域库仑斥力非常强大 二者无法碰在一起 课内探究 如图所示为 粒子散射的实验装置 实验过程中 粒子为什么会发生大角度散射 提示 粒子受到原子核的库仑力 探究一 粒子散射实验 1 粒子的散射实验否定了汤姆孙的原子模型 1 粒子在穿过原子之间时 所受周围的正 负电荷作用的库仑力是平衡的 粒子不会发生偏转 2 粒子正对着电子射来 质量远小于 粒子的电子不可能使 粒子发生明显偏转 更不可能使它反弹 2 原子的核式结构模型对 粒子散射实验结果的解释 1 当 粒子穿过原子时 如果离核较远 受到原子核的斥力很小 粒子就象穿过 一片空地 一样 无遮无挡 运动方向改变很小 因为原子核很小 所以绝大多数 粒子不发生偏转 2 只有当 粒子十分接近原子核穿过时 才受到很大的库仑力作用 偏转角才很大 而这种机会很少 3 如果 粒子正对着原子核射来 偏转角几乎达到180 这种机会极少 特别提醒 1 粒子与原子核之间的万有引力远小于两者之间的库仑斥力 因而可以忽略不计 2 粒子并没有与金原子核直接发生碰撞 偏转的原因是库仑斥力影响的结果 多选 关于 粒子散射实验 下列说法正确的是 A 在实验中 观察到的现象是 绝大多数 粒子穿过金箔后 仍沿原来的方向前进 极少数发生了较大角度的偏转B 使 粒子发生明显偏转的力来自带正电的核和核外电子 当 粒子接近核时 是核的斥力使 粒子发生明显偏转 当 粒子接近电子时 是电子的吸引力使之发生明显偏转C 实验表明 原子中心有一个极小的核 它占有原子体积的极小部分D 实验表明 原子中心的核带有原子的全部正电荷和全部原子的质量 典例1 AC 解题指导 正确理解实验现象 并对实验现象正确科学分析与解释是解题的关键 解析 在 粒子散射实验中 绝大多数 粒子沿原方向运动 说明 粒子未受到原子核明显的力的作用 也说明原子核相对原子来讲很小 原子内大部分空间是空的 故A C正确 极少数发生大角度偏转 说明受到金原子核明显力作用的空间在原子内很小 粒子偏转 而金原子核未动 说明金原子核的质量和电荷量远大于 粒子的质量和电荷量 电子的质量远小于 粒子 粒子打在电子上 粒子不会有明显偏转 故B错误 D错误 对点训练1 如图所示为 粒子散射实验装置 粒子打到荧光屏上都会引起闪烁 若将带有荧光屏的显微镜分别放在图中A B C D四处位置 则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数符合事实的是 A 1305 25 7 1B 202 405 625 825C 1202 1010 723 203D 1202 1305 723 203 A 解析 根据 粒子散射实验的统计结果 大多数粒子能按原来方向前进 少数粒子方向发生了偏转 极少数粒子偏转超过90 甚至有的被反向弹回 所以在相等时间内A处闪烁次数最多 其次是B C D三处 并且数据相差比较大 所以只有选项A符合事实 人们对原子结构的认识经历了几个不同的阶段 其中有 人们对原子结构认识的先后顺序排列是怎样的 提示 BCAD解析 人们对原子结构的认识先后经历了汤姆孙模型 卢瑟福模型 玻尔模型 电子云模型 探究二原子的核式结构模型与原子核的组成 2 原子内的电荷关系原子核的电荷数与核外的电子数相等 非常接近原子序数 3 原子核的组成原子核由质子和中子组成 原子核的电荷数等于原子核的质子数 4 原子核的大小原子的半径数量级为10 10m 原子核半径的数量级为10 15m 原子核的半径只相当于原子半径的十万分之一 体积只相当于原子体积的10 15 多选 关于原子的核式结构模型 下列说法正确的是 A 原子中绝大部分是 空 的 原子核很小B 电子在核外绕核旋转的向心力是原子核对它的库仑力C 原子的全部电荷和质量都集中在原子核里D 原子核的直径的数量级是10 10m解题指导 正确理解卢瑟福原子核式结构模型是解题关键 解析 因为原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内 而原子核又很小 所以原子内绝大部分区域是 空 的 A正确 C错误 电子绕原子核的圆周运动是原子核与电子间的库仑引力提供向心力 B正确 原子核直径的数量级是10 15m 原子直径的数量级是10 10m D错误 典例2 AB 对点训练2 多选 下列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 叫作原子核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析 原子的核式结构模型是在 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 BD 素养提升