第3章 第2节　原子的结构

1、.第二节原子的构造学 习 目 标知 识 脉 络1.理解粒子散射实验器材、实验原理和实验现象重点2.知道卢瑟福的原子核式构造模型的主要内容重点3.理解卢瑟福的实验和科学方法，培养抽象思维才能. 粒 子 散 射 实 验1汤姆生原子模型葡萄干布丁模型汤姆生于1898年提出了原子模型，他设想原子是一个球体，带正电的部分均匀地分布在其中，质量很小的电子那么像布丁中的葡萄干一样镶嵌在内图3­2­1图3­2­12粒子散射实验1实验装置：粒子源、金箔、显微镜和荧光屏2实验现象：粒子散射实验现象：绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进，但少数粒子发生了较大的偏转，并且有极

2、少数粒子的偏转超过了90°，有的甚至几乎到达180°.1粒子散射实验主要实验器材有：放射源、金箔、荧光屏、显微镜2金箔的厚薄对实验无影响×3粒子大角度的偏转是电子造成的×卢瑟福为何选用粒子去轰击金箔？【提示】因为当时已经发现了射线和射线，并且，组成射线的粒子是具有很大动能的带电粒子，合适做轰击金属的“炮弹另外，金具有较大的密度和很好的延展性，可以做成很薄的箔片1实验背景粒子散射实验是卢瑟福指导他的学生做的一个著名的物理实验，实验的目的是想验证汤姆生原子模型的正确性，实验结果却成了否认汤姆生原子模型的有力证据在此根底上，卢瑟福提出了原子核式构造模型2否认汤

3、姆生的原子构造模型1质量远小于原子的电子，对粒子的运动影响完全可以忽略，不应该发生大角度偏转2粒子在穿过原子时，受到各方向正电荷的斥力根本上会互相平衡，对粒子运动方向的影响不会很大，也不应该发生大角度偏转3粒子的大角度偏转，否认汤姆生的原子构造模型3大角度偏转的实验现象分析1由于电子质量远小于粒子质量，所以电子不可能使粒子发生大角度偏转2使粒子发生大角度偏转的只能是原子中带正电的部分按照汤姆生原子模型，正电荷在原子内是均匀分布的，粒子穿过原子时，它受到的两侧斥力大部分抵消，因此也不可能使粒子发生大角度偏转，更不能使粒子反向弹回，这与粒子散射实验相矛盾3实验现象说明原子绝大部分是空的，原子的几乎

4、全部质量和所有正电荷都集中在原子中心的一个很小的核上，否那么，粒子大角度散射是不可能的1关于粒子散射实验，以下说法不正确的选项是 【导学号：55272081】A该实验在真空环境中进展B带有荧光屏的显微镜可以在程度面内的不同方向上挪动C荧光屏上的闪光是散射的粒子打在荧光屏上形成的D荧光屏只有正对粒子源发出的射线方向上才有闪光【解析】此题考察粒子散射实验装置及其作用，只有在正确理解粒子散射实验的根底上，才能选出正确选项对于D项，考虑到有少数的粒子因为靠近金原子核，受到斥力而改变了运动方向，D错误，A、B、C正确【答案】D2多项选择如图3­2­2为卢瑟福所做的粒子散射实验装置的示

5、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，以下说法中正确的选项是图3­2­2A一样时间内在A时观察到屏上的闪光次数最多B一样时间内在B时观察到屏上的闪光次数比放在A时稍少些C放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光D放在C、D位置时屏上观察不到闪光【解析】在卢瑟福粒子散射实验中，粒子穿过金箔后，绝大多数粒子仍沿原来的方向前进，故A正确少数粒子发生大角度偏转，极少数粒子偏转角度大于90°，极个别粒子反弹回来，所以在B位置只能观察到少数的闪光，在C、D两位置能观察到的闪光次数极少，故B、D错误，C正确【答案】AC1分析粒子散射实验中的现象时，应注意是“

6、绝大多数“少数还是“极少数粒子的行为“大角度偏转只是少数粒子的行为2粒子散射实验是得出原子核式构造模型的实验根底，对实验现象的分析是建立卢瑟福核式构造模型的关键通过对粒子散射实验这一宏观探测，间接地构建出原子构造的微观图景原子的核式构造的提出1核式构造模型原子的核式构造：原子的中心有一个带正电的原子核，它几乎集中了原子的全部质量，而电子那么在核外空间绕核旋转2原子核的电荷与尺度1原子的质量几乎全部集中在原子核上2原子中所有正电荷都集中在原子核内3核电荷数等于质子数，也等于中子数×1原子中的原子核所带的电荷量有何特点？【提示】原子核带正电，所带电荷量与核外电子所带的电荷量绝对值相等2原

7、子核的大小在整个原子中占有多大的比例？【提示】原子半径数量级是1010m，而原子核半径数量级是1015m，二者相差10万倍之多，故原子核在原子中所占的体积是很小的1两种根本区别核式构造葡萄干布丁模型原子内部是非常空旷的，正电荷集中在一个很小的核里原子是充满了正电荷的球体电子绕核高速旋转电子均匀嵌在原子球体内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，非常接近它们的原子序数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原子半径的数量级是1010m，原子核半径的数量级是1015m，两者相差10万倍之多3多项选择卢瑟福对粒子散射实验的解释正确的选项是A使粒子产

8、生偏转的主要原因是原子中电子对粒子的作用力B使粒子产生偏转的力是库仑力C原子核很小，粒子接近它的时机很小，所以绝大多数的粒子仍沿原来的方向前进D能产生大角度偏转的粒子是穿过原子时离原子核近的粒子【解析】原子核带正电，与粒子之间存在库仑力，当粒子靠近原子核时受库仑力而偏转，电子对它的影响可忽略，故A错，B对；由于原子核非常小，绝大多数粒子经过时离核较远因此运动方向几乎不变，只有离核很近的粒子受到的库仑力较大，方向改变较多，故C、D对【答案】BCD4多项选择在粒子散射实验中，假如两个具有一样能量的粒子，从不同大小的角度散射出来，那么散射角度大的粒子 【导学号：55272082】A更远离原子核B受到

9、一个以上的原子核作用C受到原子核较大的冲量作用D动量的变化量较大【解析】由于原子的体积远远大于原子核的体积，当粒子穿越某一个原子的空间时，其他原子核距粒子相对较远，而且其他原子核对粒子的作用力也可以近似互相抵消，所以散射角度大的这个粒子并非由于受到多个原子核作用，B错；由库仑定律可知，粒子受到的斥力与间隔 的平方成反比，粒子距原子核越近，斥力越大，运动状态改变越大，即散射角度越大，A错；当粒子受到原子核较大的冲量作用时，动量的变化量就大，即速度的变化量就大，那么散射角度就大，C、D对【答案】CD5在粒子散射实验中，当在粒子最接近原子核时，关于描绘粒子的有关物理量情况正确的选项是A动能最大B势能最小C势能最大D粒子与金原子核组成的系统能量最小【解析】粒子和金原子核都带正电，库仑力表现为斥力，两者间隔 减小时，库仑力做负功，故粒子动能减