第02节原子的结构 (2).ppt

18.2原子的核式结构模型,问题：,1、汤姆孙的原子结构模型是怎样的？,3、如果原子的结构确实如汤姆生所假设的葡萄干布丁模型，用粒子轰击原子应得到怎样的结果？而实际结果又是怎样的？,2、粒子散射实验需要哪些仪器？,4、卢瑟福提出的原子核式结构模型是怎样的？原子核的尺寸多大？,1897年，汤姆孙对阴极射线研究，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？,汤姆孙（1856-1940）,在汤姆孙的原子模型中，原子是一个球体；正电核均匀分布在整个球内，而电子都象枣核那样镶嵌在原子里面,电子,正电荷,汤姆孙的原子模型-葡萄干布丁模型,汤姆生原子模型.swf,汤姆孙原子葡萄干布丁模型能解释当时发现的一些现象，如原子的发光等，因而曾被广泛接受。,但勒纳德1903年做了一个实验，使电子束射到金属模上，发现较高速度的电子很容易穿透原子。看来原子不是一个实心球体。稍后一些的粒子散射实验则完全否认了汤姆孙的原子模型。,一.粒子散射实验,卢瑟福,1.问题：,按汤姆孙的原子模型，粒子穿过金箔后应如何运动？,根据汤姆孙模型的计算：粒子穿过金箔后偏离原来方向的角度是很小的，因为电子的质量不到粒子的1/7300，粒子碰到它，就像飞行着的子弹碰到一粒尘埃一样，运动方向不会发生明显的改变。正电荷又是均匀分布的，粒子穿过原子时，它受到原子内部两侧正电荷的斥力大部分相互抵消，粒子偏转的力就不会很大。事实真的如此吗？,粒子散射实验.swf,a1.swf,2.结果分析：,电子能否使粒子大角度偏转？1微米厚的金箔内含3000层原子层，绝大多数粒子穿过金箔仍沿原方向前进说明什么？,不能,电子对粒子的作用很小，几乎不影响其速度大小和方向。,3.实验结果：,绝大多数：基本上仍沿原来的方向前进少数：发生大角度偏转，极少数:偏转角度大于900,有的甚至被“撞了回来”.,实验现象要是按照汤姆孙的原子模型解释，有的粒子会因为电子的作用发生较大角度的偏转。就好像炮弹被一张纸给挡了回去或者发生较大角度偏转。这可能吗？,问题：少数粒子的大角度偏转甚至反弹是怎么造成的？,粒子散射现象说明了汤姆孙的原子模型不符合原子结构的实际情况,BC,粒子散射实验逻辑猜想：金箔的厚度大约1m，金原子的直径约310-10m。绝大多数粒子穿过金箔时，相当于穿过几千个金原子的厚度，但它们的运动方向没发生明显的变化，这个现象表明粒子在穿过时基本上没有受到力的作用，说明原子中的绝大部分是空的，原子的质量和电量都集中在体积很小的核上。,卢瑟福-原子的核式结构,A在原子的中心有一个很小的核，叫原子核。B原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里。C带负电的电子在核外空间绕着核旋转。,卢瑟福-原子的核式结构,1.原子的核式结构的提出,2.卢瑟福粒子散射实验的解释,二.原子核的电荷与尺度,根据卢瑟福的原子核式模型和粒子散射的实验数据，可以推算出各种元素原子核的电荷数，还可以估计出原子核的大小。（1）原子的半径约为10-10米、原子核半径约是10-15米，两者相差十万倍之多，原子核的体积只占原子的体积的万亿分之一。（2）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Z相等。,质子,中子,原子核,质子数核电荷数,元素符号表示,X-元素符号A-核子数Z-核电荷数,核子数,核电荷数,元素符号,原子内部是十分“空旷”的，举一个简单的例子：,【反馈练习】,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,B,2、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