原子核式结构模型

第十二章物质的微观结构A原子的核式结构,1,从宏观到微观,1亿光年,从宏观到微观,4,直接研究：放大2亿倍的扫描隧道显微镜,5,一、对物质组成和微观结构的认识过程,1、公元前5世纪，古希腊哲学家德谟克利特等人认为：原子是构成物质的微粒，万物都是由简短的、不可分割的原子构成。2、1803年，道尔顿提出原子的“实心球模型”原子是不可分的,约翰道尔顿（1766-1844）英国化学家、物理学家,6,一、对物质组成和微观结构的认识过程,3、1897年，汤姆逊对阴极射线的研究,汤姆逊（18561940）英国物理学家，第三任卡文迪许实验室主任，以其对电子和同位素的实验著称。,7,一、对物质组成和微观结构的认识过程,3、1897年，汤姆逊对阴极射线的研究实验装置：涂有荧光物质的真空玻璃管实验操作：金属两端接通高压直流电源实验现象：荧光物质发光思考1：是什么物质使荧光物质发光？,（1）阴极射线带负电的电子（2）电子质量小于氢原子质量的1/1000,原子还可以再分！,8,一、对物质组成和微观结构的认识过程,3、1897年汤姆逊对阴极射线的研究思考2：原子内的结构是怎样的？1904年，汤姆逊“葡萄干蛋糕”模型,9,一、对物质组成和微观结构的认识过程,4、1909年，卢瑟福粒子散射实验,（左）卢斯福（18711937）新西兰物理学家，汤姆逊的研究生，卡文迪许实验室的接任者。,1908年，卢瑟福获得该年度的诺贝尔化学奖1921年，卢瑟福的助手索迪获诺贝尔化学奖；1922年，卢瑟福的学生阿斯顿获诺贝尔化学奖；1922年，卢瑟福的学生玻尔获诺贝尔物理奖；1927年，卢瑟福的助手威尔逊获诺贝尔物理奖；1935年，卢瑟福的学生查德威克获诺贝尔物理奖1948年，卢瑟福的助手布莱克特获诺贝尔物理奖1951年，卢瑟福的学生科克拉夫特和瓦耳顿，共同获得诺贝尔物理奖；1978年，卢瑟福的学生卡皮茨获诺贝尔物理奖。,培养12位诺奖得主的“核子科学之父”,10,一、对物质组成和微观结构的认识过程,4、1909年，卢瑟福粒子散射实验实验装置介绍：（1）放射源：放射性元素（铀和镭）粒子：电量2e、质量4u，速度约3107m/s（高速）（2）金箔：电量79e、质量197u金的特点：很好的延展性（可以摊得很薄，大约1微米）（3）荧光屏：荧光效应（4）显微镜（盖格计数器）（5）真空容器：防止气体电离（6）圆轨道：不同角度观察,11,一、对物质组成和微观结构的认识过程,4、1909年，卢瑟福粒子散射实验,实验结果：（1）绝大多数粒子穿过金箔后,与原来的运动方向偏离不多（平均2-3）。（2）少数粒子发生了大角度的偏转。（3）极少数粒子产生超过90的大角度偏转，个别粒子甚至被弹回。,12,一、对物质组成和微观结构的认识过程,讨论1：按照汤姆逊的葡萄干蛋糕原子模型，会不会出现实验结果（2）和（3）？为什么？,4、1909年，卢瑟福粒子散射实验,实验结果分析：（1）绝大多数粒子穿过金箔后,与原来的运动方向偏离不多（平均2-3）。（2）少数粒子发生了大角度的偏转。（3）极少数粒子产生超过90的大角度偏转，个别粒子甚至被弹回。,13,一、对物质组成和微观结构的认识过程,讨论2：粒子大角度偏转是不是撞到了电子？,4、1909年，卢瑟福粒子散射实验,实验结果分析：（1）绝大多数粒子穿过金箔后,与原来的运动方向偏离不多（平均2-3）。（2）少数粒子发生了大角度的偏转。（3）极少数粒子产生超过90的大角度偏转，个别粒子甚至被弹回。,14,一、对物质组成和微观结构的认识过程,讨论3：原子内的正电荷和质量具有怎样的结构才可能出现结果（2）和（3）？,4、1909年，卢瑟福粒子散射实验,实验结果分析：（1）绝大多数粒子穿过金箔后,与原来的运动方向偏离不多（平均2-3）。（2）少数粒子发生了大角度的偏转。（3）极少数粒子产生超过90的大角度偏转，个别粒子甚至被弹回。,一、对物质组成和微观结构的认识过程,4、1909年，卢瑟福粒子散射实验1911年，卢瑟福的原子核式结构模型（假说）：（1）原子的中心有一个很小的核，叫做原子核（2）原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里（3）带负电的电子在核外不停地绕核运动（电子绕核运动所需的向心力就是原子核对它的电场力）,一、对物质组成和微观结构的认识过程,讨论4：如何用卢瑟福模型解释粒子散射现象？,4、1909年，卢瑟福粒子散射实验1911年，卢瑟福的原子核式结构模型（假说）：（1）原子的中心有一个很小的核，叫做原子核（2）原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里（3）带负电的电子在核外不停地绕核运动（电子绕核运动所需的向心力就是原子核对它的电场力）,一、对物质组成和微观结构的认识过程,4、1909年，卢瑟福粒子散射实验,数量级估算：原子核半径约为1015m1014m，原子半径为1010m,一、对物质组成和微观结构的认识过程,讨论：原子结构真的是核式结构吗？,一、对物质组成和微观结构的认识过程,德谟克利特的原子论,道尔顿的“实心球模型”,汤姆逊的“葡萄干蛋糕模型”,卢瑟福的“核式结构模型”,玻尔原子模型,薛定谔的“量子力学模型”,汤姆逊发现电子，否定了原子不可分,卢瑟福的粒子散射实验，否决此模型,？实验现象否决此模型,一、对物质组成和微观结构的认识过程,1nm=10-9m,一、对物质组成和微观结构的认识过程,1Am=10-10m,一、对物质组成和微观结构的认识过程,0.1Am=10-11m,一、对物质组成和微观结构的认识过程,1pm=10-12m,一、对物质组成和微观结构的认识过程,0.1pm=10-13m,二、对物质组成和微观结构的认识的科学方法,已知事实提出假说与物理模型实验验证,被证实上升为理论,不被证实修改或另辟蹊径,1、提出科学假说的方法,二、对物质组成和微观结构的认识的科学方法,2、建立物理模型的方法,三、练习,例1：关于卢瑟福的粒子散射实验，以下说法中不符合事实的是（）（A）它是提出原子核式结构模型的实验基础（B）绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进（C）大多数粒子穿过金箔后，发