有关α粒子散射试验学习教案

1、会计学1有关有关(yugun)粒子散射试验粒子散射试验第一页，共26页。 1 1、谁发现、谁发现(fxin)(fxin)了阴极了阴极射线？射线？ 2 2、阴极射线、阴极射线(yn j sh (yn j sh xin)xin)是什么？是什么？ 3 3、电子是谁确认的？、电子是谁确认的？第1页/共26页第二页，共26页。 原子复杂结构的发现原子复杂结构的发现(fxin)过程过程 人类社会是在不断地发现、发明和创造中前人类社会是在不断地发现、发明和创造中前进的。直到进的。直到1919世纪末，人们还认为原子世纪末，人们还认为原子(yunz)(yunz)是构成物质的最小单位而不可再分，当汤姆生在是构成物

2、质的最小单位而不可再分，当汤姆生在18971897年发现电子后，人们才认识到原子年发现电子后，人们才认识到原子(yunz)(yunz)结构的复杂性。结构的复杂性。第2页/共26页第三页，共26页。 汤姆生汤姆生(Joseph John (Joseph John Thomson,1856Thomson,185619401940年年) )杰出贡献杰出贡献: 1897年发现年发现(fxin)电子电子(荣获荣获1906年诺贝尔物理年诺贝尔物理奖奖)第3页/共26页第四页，共26页。分析分析(fnx)已知情已知情况：况：电子是原子电子是原子(yunz)的一个组成部分；的一个组成部分；电子质量电子质量(z

3、hling)很小，远小于原子的很小，远小于原子的总质量总质量(zhling)；电子带负电，但原子呈电中性。电子带负电，但原子呈电中性。由此可断定：由此可断定：原子内还有带正电的且具有绝大部分原子质量的物质原子内还有带正电的且具有绝大部分原子质量的物质问题：问题：这部分物质与电子在原子中是怎么分布的？这部分物质与电子在原子中是怎么分布的？第4页/共26页第五页，共26页。3-5 第三章 原子结构之谜 清远市一中 陈召平第5页/共26页第六页，共26页。 科学靠两条腿走路，一个是理论科学靠两条腿走路，一个是理论(lln)，一个是实验。有时一条腿走在前面，有时另一个是实验。有时一条腿走在前面，有时另

4、一条腿走在前面。但只有使用两条腿，才能一条腿走在前面。但只有使用两条腿，才能前进。前进。 密立根密立根第6页/共26页第七页，共26页。汤姆生原子结构模型汤姆生原子结构模型(mxng) 原子是一个球体，正电荷均匀地分布原子是一个球体，正电荷均匀地分布在整个球内，电子在整个球内，电子(dinz)像布丁里的葡像布丁里的葡萄干那样镶嵌在原子里面。萄干那样镶嵌在原子里面。葡萄干布丁葡萄干布丁(bdng)模型模型第7页/共26页第八页，共26页。 汤姆生的葡萄干布丁原子模型能解释当时发现(fxin)的一些现象，如定性地解释某些光辐射，因而曾被广泛接受。 但勒纳德但勒纳德1903年做了一个年做了一个(y

5、)实验，实验，使电子束射到金属膜上，发现较高速度的使电子束射到金属膜上，发现较高速度的电子很容易穿透原子。似乎原子不是一个电子很容易穿透原子。似乎原子不是一个(y )实心球体实心球体 第8页/共26页第九页，共26页。 用什么方法去研究象原子这样的微观粒子的用什么方法去研究象原子这样的微观粒子的内部结构呢内部结构呢 ？ 用其它微观粒子或一些用其它微观粒子或一些(yxi)射线轰击射线轰击第9页/共26页第十页，共26页。 卢瑟福卢瑟福(1871(187119371937年年) )1911年提出年提出(t ch)原子的核式结构模型；原子的核式结构模型；1919年发现质子，预言年发现质子，预言(yy

6、n)中子。中子。第10页/共26页第十一页，共26页。著名的著名的 粒子散射实验装置粒子散射实验装置卢卢瑟瑟福福 1909 190919111911年，英国物理学家卢年，英国物理学家卢瑟福和他的助手们进行了瑟福和他的助手们进行了 粒子散粒子散射实验射实验放射源放射源金箔金箔(jnb)可转动可转动(zhun dng)的带有荧光的带有荧光屏的显微镜屏的显微镜粒子粒子(lz)散射实验散射实验真空真空作用：作用： 统计散射到各个方向的统计散射到各个方向的粒子所占的比粒子所占的比例，可以推测原子中正负电荷的分布情况例，可以推测原子中正负电荷的分布情况第11页/共26页第十二页，共26页。根据汤姆孙原子模

7、型：根据汤姆孙原子模型： 1 1、电子质量、电子质量(zhling)(zhling)很小，对很小，对 粒子的运动粒子的运动方向不会发生明显影响；方向不会发生明显影响；粒子散射粒子散射(snsh)实验实验 请预测请预测(yc) 粒子可能的运动情况？粒子可能的运动情况？2 2、由于正电荷均匀分布，、由于正电荷均匀分布， 粒子所受库仑力也粒子所受库仑力也很小；很小；故故 粒子偏转角度不会很大粒子偏转角度不会很大第12页/共26页第十三页，共26页。第13页/共26页第十四页，共26页。绝大多数绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来方向粒子穿过金箔后仍沿原来方向(fngxing)(fngxing)前进，前进，

8、但少数但少数粒子发生了较大的偏转，粒子发生了较大的偏转，并且有极少数并且有极少数粒子的偏转超过了粒子的偏转超过了9090，有的甚至几乎达到有的甚至几乎达到180180。 卢瑟福对于上述实验的结果感到十分惊奇，他卢瑟福对于上述实验的结果感到十分惊奇，他说：说：“这简直不可思议！这就好像你对一张薄薄的这简直不可思议！这就好像你对一张薄薄的纸射出一颗纸射出一颗1515英寸口径英寸口径(kujng)(kujng)的炮弹，却被反的炮弹，却被反射回来的炮弹击中一样射回来的炮弹击中一样”粒子散射实验的现象粒子散射实验的现象第14页/共26页第十五页，共26页。（1）粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞后

9、）粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞后造成的？造成的？（2）按照葡萄干布丁模型，粒子在原子附近或穿越原）按照葡萄干布丁模型，粒子在原子附近或穿越原子内部后有没有可能发生大角度偏转？子内部后有没有可能发生大角度偏转？（3）你认为原子中的正电荷应如何）你认为原子中的正电荷应如何(rh)分布，才有分布，才有可能造成可能造成粒子的大角度偏转？为什么？粒子的大角度偏转？为什么？ 原子结构的葡萄干布丁原子结构的葡萄干布丁(bdng)模型能否解模型能否解释？释？第15页/共26页第十六页，共26页。1 1、绝大多数、绝大多数 粒子穿过金箔后仍沿原来方向粒子穿过金箔后仍沿原来方向(fngxing)(fn

10、gxing)前进前进2 2、少数、少数(shosh) (shosh) 粒子（约八千分之一）发生了较大的偏粒子（约八千分之一）发生了较大的偏转转3 3、极少数、极少数 粒子的偏转角度超过粒子的偏转角度超过9090甚至甚至(shnzh)(shnzh)达到达到180180 第一条现象说明第一条现象说明: : 原子中绝大部分是原子中绝大部分是“空空”的的第二条现象可看出第二条现象可看出: : 原子内部有原子内部有“核核”存在存在第第三三条现象可看出条现象可看出: : 粒子碰到了比它质量大粒子碰到了比它质量大 很多的东西很多的东西（质量很集中），且受到的作用力很大（电量很集中）（质量很集中），且受到的作

11、用力很大（电量很集中）粒子散射实验粒子散射实验现现象象第16页/共26页第十七页，共26页。原子的核式结构(jigu)模型卢瑟福分析实验数据认为卢瑟福分析实验数据认为(rnwi)：所有正电物：所有正电物质集中在很小的空间范围质集中在很小的空间范围汤姆孙的原子模型无法解释大角度散射汤姆孙的原子模型无法解释大角度散射(snsh)的的实验结果实验结果 原子的中心有一个带正电的很小的原子核，原子的中心有一个带正电的很小的原子核，它集中了原子的全部正电荷和几乎全部质量，带它集中了原子的全部正电荷和几乎全部质量，带负电的电子在核外空间绕核旋转负电的电子在核外空间绕核旋转第17页/共26页第十八页，共26页

12、。原子的核式结构原子的核式结构(jigu)(jigu)的提出的提出 第18页/共26页第十九页，共26页。体育场体育场 根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分是十分“空旷空旷”的，举一个简单的，举一个简单(jindn)的例的例子：子：原子原子(yunz)原子核原子核10-10m10-15m第19页/共26页第二十页，共26页。小结(xioji)卢瑟福原子的核式结构模型卢瑟福原子的核式结构模型(mxng)的建立的建立过程过程汤姆生发现汤姆生发现(fxin)电子电子汤姆生原子模型汤姆生原子模型葡萄干布丁式葡萄干布丁式卢瑟福原子模卢瑟福原子模型型粒子散射实验粒子散

13、射实验核式核式行星式第20页/共26页第二十一页，共26页。效果(xiogu)检测1 1有关有关粒子散射实验，下列说法中正确粒子散射实验，下列说法中正确的是（的是（ ）A A 绝大多数绝大多数粒子穿过金箔后不改变方向；粒子穿过金箔后不改变方向；B B 粒子碰到电子后运动方向几乎粒子碰到电子后运动方向几乎(jh)(jh)不不发生改变；发生改变；C C 粒子散射实验，肯定了汤姆生的原子结粒子散射实验，肯定了汤姆生的原子结构模型；构模型；D D 粒子散射实验，是卢瑟福原子核式结构粒子散射实验，是卢瑟福原子核式结构模型的实验依据。模型的实验依据。ABD第21页/共26页第二十二页，共26页。效果(xi

14、ogu)检测2 2下列对原子的结构的认识中正确的是下列对原子的结构的认识中正确的是（ ）A A 原子中绝大部分是空的，原子核很小；原子中绝大部分是空的，原子核很小；B B 电子在核外旋转，库仑力提供向心力；电子在核外旋转，库仑力提供向心力；C C 原子的全部正电荷和全部质量原子的全部正电荷和全部质量(zhling)(zhling)都集中在原子核里；都集中在原子核里；D D 原子核的直径大约为原子核的直径大约为10-10m10-10mAB第22页/共26页第二十三页，共26页。效果(xiogu)检测3 3如图所示为如图所示为粒子散射实验中粒子散射实验中粒子穿过某一金原粒子穿过某一金原子核附近时的示意图，子核附近时的示意图，A A、B B、C C三点分别位于两个等势三点分别位于两个等势面上，则以下说法中正确的是（面上，则以下说法中正确的是（ ） +ABCA A 粒子