2014326原子核式结构2

1、原子核式结构模型 2014.3.26 一、回顾旧知 阴极射线的本质是什么？揭示什么问题？Q1，原子整体是呈电中性的，那么原子中正负电荷是怎么分布的？二、原子中正负电荷如何分布的研究 1、汤姆孙的原子模型“枣糕模型” 原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子对称性的镶嵌其中。汤姆孙的原子模型汤姆孙的原子模型枣糕模型枣糕模型 汤姆孙原子模型的作用不仅能解释原子为什么是电中性的，电子在原子里是怎样分布的，还能解释阴极射线等现象。根据这个模型估算出原子大小约 cm，正由于汤姆孙模型能解释当时很多的实验事实，所以很容易被许多物理学家所接受。810 1909190919111911年，英国

2、物理年，英国物理学家卢瑟福和他的助手们进学家卢瑟福和他的助手们进行了行了 粒子散射实验粒子散射实验卢卢瑟瑟福福著名的著名的 粒子散射实验粒子散射实验 Q2，为什么可以用 金箔做散射实验来研究原子的结构？实验现象和结果实验现象和结果实验现象和结果实验现象和结果实验现象和结果实验现象和结果实验结果归纳：沿原方向前进：沿原方向前进：发生大角度偏转，甚至偏转角度超：发生大角度偏转，甚至偏转角度超过过90900 0极少数甚至个别粒子做极少数甚至个别粒子做180180度反弹度反弹结果分析 Q3.电子能否使电子能否使粒子发生大角度散射？粒子发生大角度散射？分析：粒子跟电子碰撞过程中，两者动量变化量是相等的，

3、但由于粒子质量是 电子质量的7300倍，因此碰撞后质量大的粒子速度几乎不变，故电子对 粒子在速度大小和方向上的影响就像灰尘对枪弹的影响是完全可以忽略的。 即：电子不可能使 粒子发生大角度散射。Q4.那么导致少数那么导致少数粒子粒子发生发生大角度偏转甚至反弹大角度偏转甚至反弹的主要原因是的主要原因是什么什么？分析：少数 粒子的大角度偏转甚至反弹，表明这些 粒子在原子中的某个地方受 到了质量比它本身大得多的物质作用，并且是带正电的。Q5:若按若按汤姆孙模型预言汤姆孙模型预言，粒子散射实验的粒子散射实验的结果结果应应是怎样？是怎样？正电荷在原子内部均匀分布，正电荷在原子内部均匀分布， 粒子穿过原子时

4、，由于粒子两侧粒子穿过原子时，由于粒子两侧正电荷对它的斥力大部分互相抵消，使正电荷对它的斥力大部分互相抵消，使粒子偏转的力不会很大。粒子偏转的力不会很大。Q6. 1微米厚的金箔内含微米厚的金箔内含3000层原子层，绝大多数层原子层，绝大多数粒子穿粒子穿过金箔仍沿原方向前进说明什么？过金箔仍沿原方向前进说明什么？分析：绝大多数粒子运动方向没有发生明显的变化说明绝大多数粒子在穿过 时基本上没有受到力的作用，表明：原子中绝大部分是空的，占原子质 量绝大部分的带正电的那部分物质集中在很小的空间范围。由此可见，由此可见， 粒子粒子散射实验散射实验是对汤姆孙模型的彻底否定，新是对汤姆孙模型的彻底否定，新模

5、型进一步是怎么提出的呢？模型进一步是怎么提出的呢？三、原子核式结构模型的提出 在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核原子的全部正电荷和几乎在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里带负电的电子在核外空间绕着核旋转。全部质量都集中在原子核里带负电的电子在核外空间绕着核旋转。原子核式结构模型的 根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分“空旷空旷”的，举一个简单的例子：的，举一个简单的例子：体育场原子原子核原子核的电荷和尺度 根据卢瑟福的原子核式结构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，还可估计出

6、原子核的大小。 m1010m1510 a.电子整个显电中性，故各种元素的原子核电荷数（核中质子数）等于核外电子数，非常接近它们的原子序数，即元素周期表中的各种元素是按原子中电子数来排列的； b.电子绕核旋转所需向心力就是核对它的库仑力；c.原子半径的数量级是 ，核半径的数量级为 ，两者相差十万倍之多【反馈练习】 1、在用、在用粒子轰击金箔的实验中，卢瑟福观察到的粒子轰击金箔的实验中，卢瑟福观察到的粒粒子的运动情况是子的运动情况是 A、全部、全部粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进 B、绝大多数、绝大多数粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，粒子穿过金属箔后仍按原来

7、的方向前进，少数发生较大偏转，极少数甚至被弹回少数发生较大偏转，极少数甚至被弹回 C、少数、少数粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，绝大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，甚至被弹回多数发生较大偏转，甚至被弹回 D、全部、全部粒子都发生很大偏转粒子都发生很大偏转答案：答案：B2、卢瑟福、卢瑟福粒子散射实验的结果粒子散射实验的结果A、证明了质子的存在、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、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、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、说明原子的电子只能在某些不连续的轨道上运动答案：答案：C3、当、当粒子被重核散射时，如图所示的运动轨迹哪些是不粒子被重核散射时，如图所示的