电子的发现、原子核式结构

电子的发现、原子的核式结构导学案【新课标学习要求】 1、了解人类发现电子的过程。2、知道早期的原子结构模型，体会模型化方法。3、知道粒子散射实验的原理及实验结果。4、通过卢瑟福原子核式结构模型的建立过程，体会科学家进行科学探究的方法。【自主学习】一、阴极射线1、电离：（1）条件：在_中，气体能够被电离而导电。（2）实质：气体分子中的正、负电荷被_，气体中出现了_电荷。2、气体放电：（1）通常大气中分子的_很大，电离后的自由电荷运动时会与空气分子碰撞，正负电荷重新_，所以难以形成稳定的气体_电流。（2）阴极射线：稀薄气体导电可以看到_放电现象。将玻璃管内的气体压强降到约0.1Pa以下，也就是管内成为通常所说的_，这时虽看不到辉光，但在阳极上钻一个小孔后，在孔外的玻璃管壁上可看到_，其实质是由于玻璃受到_发出的某种射线的撞击而引起，这种射线叫做_二、电子的发现1、汤姆孙的探究方法：（1）让阴极射线分别通过电场或磁场，根据_现象，证明它是_的粒子流并求现了其比荷。（2）换用不同材料的阴极和不同的_做实验，所得粒子的_相同。（3）粒子带负电，比荷是氢离子比荷的近两千倍，说明阴极射线粒子的质量远小于氢离子的质量。（4）组成阴极射线的粒子称为_。2、结论：（1）研究的新现象：光电效应、_、射线。它们都包含电子。（2）结论：强电场电离、正离子轰击、紫外光照射、金属受灼热、入射性物质的自发辐射，都能发射_的带电粒子电子。电子是原子的_，是比原子更_的物质单元。3、电子电荷的量子化：（1）电子电荷可根据密立根油滴实验测定，数值为：e=_（2）带电体所带电荷量具有_的特点，即任何带电体所带电荷只能是电子电荷的_。三、粒子散射实验1、实验方法：用从放射源发射的粒子束轰击_，利用荧光接收，探测通过金箔后的粒子_情况。2、实验目的：粒子通过金箔时，由于金原子中的带电粒子对粒子有_作用，一些粒子的_改变，也就是发生了粒子散射，统计散射到各个方向的粒子_，即可推知原子中_的分布情况3、实验结果：实验发现，粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有_粒子（约占八千分之一）发生了大角度偏转，偏转的角度甚至_900，也就是说它们几乎被_。四、原子核的电荷与尺度1、原子内的电荷关系：各种元素的原子核的电荷数与含有的_相等，非常接近于它们的_。2、原子核的组成：原子核是由_和_组成的，原子核的电荷数就是核中的_数。3、原子核的大小：实验确定的原子核半径R的数量级为_m，而整个原子半径的数量级是10-10m，可见原子内部是十分“空旷”的。【典型例题】ABAB例1、如图所示，一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方，放一通电直导线AB时，发现射线径迹向下偏，则（ ）A导线中的电流由A流向BB导线中的电流由B流向AC电子束的径迹与AB中的电流方向无关D若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改变AB中的电流方向来实现【问题思考】1、你认为我们平时在空气中看到的放电火花是什么原因？2、你认为电子的发现，对人类探索物质微观世界有什么重大意义？例1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.原子只能处于一系列不连续的能量状态中例2、卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有（ ）A原子的中心有个核，叫原子核 B原子的正电荷均匀分布在整个原子中C原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里D带负电的电子在核外绕着核旋转【问题思考】1、比较两种原子结构模型。它们各在什么背景下提出的。2、你认为卢瑟福为什么选用粒子和金箔作为散射实验的“炮弹”和“靶子”？【针对训练】1.密立根利用油滴实验测得了电子的_和_。2.电荷是_的，即任何带电体的电荷只能是e的_。3.电子质量的数量级为_kg。4.阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流，这些微观粒子是。若在如图所示的阴极射线管中都加上垂直于纸面向里的磁场，阴极射线将（填“向下”“向上”“向外”）偏转。电子束M1M2/+荧屏电极板5.（2007广东）带电粒子的荷质比q/m是一个重要的物理量。某中学物理兴趣小组设计了一个实验，探究电场和磁场对电子运动轨迹的影响，以求得电子的荷质比，实验装置如图所示。他们的主要实验步骤如下：A首先在两极板M1M2之间不加任何电场、磁场，开启阴极射线管电源，发射的电子从两极板中央通过，在荧幕的正中心处观察到一个亮点；B在M1M2两极板间加合适的电场：加极性如图所示的电压，并逐步调节增大，使荧幕上的亮点逐渐向荧幕下方偏移，直到荧幕上恰好看不见亮点为止，记下此时外加电压为U。请问本步骤目的是什么？C保持步骤B中的电压U不变，对M1M2区域加一个大小、方向合适的磁场B，使荧幕正中心重现亮点，试问外加磁场的方向如何？根据上述实验步骤，同学们正确推算处电子的荷质比与外加电场、磁场及其他相关量的关系为。一位同学说，这表明电子的荷质比将由外加电压决定，外加电压越大则电子的荷质比越大，你认为他的说法正确吗？为什么？ABU0v0+6.如图18-1-5所示，有一电子（电荷量为e）经电压为U0的电场加速后，进入两块间距为d，电压为U的平行金属板间，若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，求：金属板AB的长度。7.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8.卢瑟福粒子散射实验的结果（ ）A.证明了质子的存在 B.证明了原子核是由质子和中子组成的C.说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上D.说明原子的电子只能在某些不连续的轨道上运动9. 粒子散射实验中，使粒子散射的原因是（ ） A.粒子与原子核外电子碰撞 B.粒子与原子核发生接触碰撞C.粒子发生明显衍射 D.粒子与原子核的库仑斥力作用10.关于粒子散射实验，下列说法正确的是（ ）A只有极少数粒子发生了大角度散射 B粒子散射实验的结果说明了带正电的物质只占整个原子的很小空间C粒子在靠近金原子核的过程中电势能减小D粒子散射实验的结果否定了汤姆生给出的原子“枣糕模型”11.下列关于原子核结构的说法正确的是（ ） A电子的发现说明了原子核内部还有复杂的结构Ba 粒子散射实验揭示了原子具有核式结构Ca 粒子散射实验中绝大多数a 粒子发生了大角度偏转Da 粒子散射实验中有的a 粒子生了大角度偏转的原因是a 粒子与原子核发生碰撞所致12.在粒子散射实验中，并没有考虑电子对粒子偏转角度的影响，这是因为（ ）A电子体积很小，以致粒子碰不到它 B电子质量远比比粒子小，所以它对粒子运动到影响极其微小 C粒子使各个电子碰撞的效果相互抵消 D电子在核外均匀分布，所以粒子受电子作用的合外力为零金箔ABCD放射源荧光屏0.6 A2103153V2103200mA210PBACD 图8图1显微镜 13.如图所示，为卢瑟福和他的同事们做a 粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，关于观察到的现象，下述说法中正确的是（ ）A相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多。B相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时稍少些。C放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少。D放在C、D位置时屏上观察不到闪光。14.在粒子散射实验中，当粒子最接近金原子核时，粒子的（ ）A动能最小 B电势能