《α粒子散射实验》讲义

《α粒子散射实验》讲义一、绪论——撩开物理学的神秘面纱（一）知识速填1、物理学是什么物理学是研究物质、能量、空间和时间基本性质及其相互关系的科学。同学们可以把物理学想象成一个超级大的拼图，每一个小的知识点就是拼图的一块，我们要把这些块慢慢拼起来，才能看到整个物理世界的全貌哦。2、物理学的研究范围从微观的原子、分子（就像超级小的小不点一样），到宏观的宇宙天体（像超级大的星球之类的）都是物理学研究的对象。比如说，原子内部的结构是怎么回事，行星是怎么绕着恒星转的，这些都是物理学要解决的谜题。3、物理学的重要性物理学可厉害了，它是很多其他科学技术的基础。像我们现在用的手机，里面的电路设计、信号传输都离不开物理学的知识。没有物理学，就没有现代科技的这些好东西啦。（二）即学即用思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”）1、物理学只研究看得见摸得着的东西。（×）同学们想啊，像磁场这种东西，我们看不见也摸不着，但是物理学能研究它呢，所以这个说法不对。2、物理学的发展对人类社会影响不大。（×）那可大错特错啦！从电灯的发明到现在的互联网，哪一个离得开物理学呀？（三）考点理解1、关于物理学的研究对象，下列说法正确的是(）A.只研究固体和液体B.只研究宏观物体C.从微观到宏观都是研究对象D.只研究力和运动答案是C。就像我们刚刚说的，物理学研究的范围可广了，从小小的原子到大大的宇宙呢。二、第一章碰撞与动量守恒（一）知识速填1、碰撞碰撞就是两个或多个物体在短时间内相互作用的过程。比如说，两个小球撞在一起，这就是一种碰撞。碰撞的时候，物体的速度啊、运动方向啊可能都会发生变化。2、动量动量是一个很重要的概念，它等于物体的质量乘以速度，也就是$p＝m\timesv$。这个就像一个物体带着自己的“运动能力”一样。质量大速度快的物体，动量就大。3、动量守恒定律如果一个系统不受外力或者所受外力的合力为零，那么这个系统的总动量保持不变。打个比方，就像在一个很光滑的冰面上，两个人互相推，一个人向左动，另一个人就会向右动，他们总的动量还是和原来一样的（假设冰面没有摩擦力这个外力）。（二）即学即用思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”）1、只有两个物体碰撞时才会有动量守恒。（×）同学们，只要是一个系统不受外力或者外力合力为零，不管是几个物体，它们的总动量都守恒呢。2、动量守恒时，每个物体的动量都不会改变。（×）不是的哦，在一个系统里，可能一个物体的动量增加了，另一个物体的动量就会减少，这样总的动量才守恒。（三）考点理解1、两个质量分别为$m_1$和$m_2$的小球在光滑水平面上发生碰撞，碰撞前它们的速度分别为$v_1$和$v_2$，碰撞后它们的速度分别为$v_1'＄和$v_2'＄，如果系统动量守恒，那么下列等式正确的是(）A.＄m_1v_1＋m_2v_2＝m_1v_1'＋m_2v_2'＄B.＄m_1v_1m_2v_2＝m_1v_1'm_2v_2'＄C.＄m_1v_1＝m_1v_1'＋m_2v_2'＄D.＄m_2v_2＝m_1v_1'＋m_2v_2'＄答案是A。根据动量守恒定律，碰撞前系统的总动量等于碰撞后系统的总动量，也就是$m_1v_1＋m_2v_2$（碰撞前）等于$m_1v_1'＋m_2v_2'＄（碰撞后）。三、第三章原子结构之谜第二节原子的结构α粒子散射实验（一）知识速填1、原子结构的探索历程以前人们对原子结构不太清楚，有很多的猜测。后来经过很多科学家的努力，慢慢才发现原子的一些奥秘。2、α粒子散射实验这个实验可重要啦。科学家用α粒子（一种带正电的粒子）去轰击金箔。实验现象很有趣哦。大部分α粒子能穿过金箔，就像子弹穿过薄纸一样，几乎不改变方向；但是有一小部分α粒子发生了大角度的偏转，甚至有极少数的α粒子被反弹回来。3、原子的核式结构模型根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。他认为原子的中心有一个很小的原子核，原子核带正电，而电子在原子核外面绕着原子核转，就像行星绕着太阳转一样。不过电子和原子核之间的空间可大多了，就像太阳系里行星和太阳之间的空间很大一样。（二）即学即用思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”）1、在α粒子散射实验中，所有的α粒子都被反弹回来。（×）同学们，要是所有α粒子都被反弹回来，那这个实验结果就太奇怪啦。实际上只有极少数α粒子被反弹回来哦。2、原子的核式结构模型中，电子是静止的。（×）不是的，电子在原子核外面是运动着的，就像地球绕着太阳转一样，是一直在动的。（三）考点理解1、在α粒子散射实验中，α粒子发生大角度偏转的原因是(）A.金原子内部的电子对α粒子的作用力B.金原子的原子核对α粒子的作用力C.金原子的原子核对α粒子的吸引力D.金原子的电子对α粒子的吸引力答案是B。因为金原子的原子核带正电，α粒子也带正电，同种电荷相互排斥，所以是原子核对α粒子的作用力让α粒子发生大角度偏转的。互动环节1、现在老师要考考大家，谁能再举一个生活中动量守恒的例子呀？（让学生回答）2、对于α粒子散射实验，大家觉得为什么大部分α粒子能穿过金箔呢？（让学生回答并讨论）课后习题1、一个质量为$3kg$的物体，以$5m/s$的速度运动，它的动量是多少？（答案：＄15kg\cdotm/s$，根据动量公式$p＝m\times