核式结构模型

核式结构模型第一页，共60页。（优选）核式结构模型第二页，共60页。第三页，共60页。一、汤姆孙的原子模型1.汤姆孙原子模型:汤姆孙于1898年提出了原子模型,他认为原子是一个_____,_______弥漫性地_________在整个球体内,电子_____其中,有人形象地把汤姆孙模型称为“西瓜模型”或“_____模型”。球体正电荷均匀分布镶嵌枣糕第四页，共60页。2.α粒子散射实验:(1)实验装置。粒子源金箔荧光屏放大镜第五页，共60页。(2)实验现象。①_________的α粒子穿过金箔后,基本上仍沿_____的方向前进;②_____α粒子发生了_______偏转;偏转的角度甚至_________,它们几乎被“_________”。(3)实验意义:卢瑟福通过α粒子散射实验,否定了汤姆孙的原子模型,建立了_________模型。绝大多数原来少数大角度大于90°撞了回来核式结构第六页，共60页。二、卢瑟福的核式结构模型第七页，共60页。1.核式结构模型:1911年由卢瑟福提出,原子中带正电的部分体积很小,但几乎占有全部_____,电子在正电体的外面_____。质量运动第八页，共60页。2.原子核的电荷与尺度:原子序数质子中子A10-10m10-15m第九页，共60页。【思考辨析】1.α粒子就是氦原子。 (

)2.α粒子带有一个单位的正电荷,质量为氢原子质量的2倍。 (

)3.α粒子散射实验证实了汤姆孙的枣糕式原子模型。 (

)第十页，共60页。4.原子的质量全部集中在原子核上,原子中所有正电荷都集中在原子核内。 (

)5.原子核的电荷数等于核中的中子数。 (

)6.原子半径数量级是10-10m。 (

)第十一页，共60页。提示:1.×。α粒子是氦原子的原子核。2.×。α粒子带有两个单位的正电荷,质量为氢原子质量的4倍。3.×。α粒子散射实验中个别粒子的大角度散射,推翻了汤姆孙的枣糕式原子模型。第十二页，共60页。4.×。原子的质量几乎全部集中在原子核上,核外还有电子。5.×。原子核的电荷数等于核中的质子数。6.√。原子半径数量级是10-10m,原子核半径数量级是10-15m。第十三页，共60页。知识点一α粒子散射实验探究分析探究导入:如图所示为α粒子散射的实验装置。第十四页，共60页。(1)实验过程中,α粒子为什么会发生大角度散射?(2)从α粒子的大角度散射情况,可以推知原子是什么样的结构?第十五页，共60页。提示:(1)α粒子受到了很大的库仑力作用,并且这种库仑力对α粒子又不平衡,从而导致α粒子发生大角度散射。(2)原子中间有一个很小的核,电子在核外运动。第十六页，共60页。【归纳总结】1.实验背景:α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孙原子模型的正确性,实验结果却成了否定汤姆孙原子模型的有力证据。在此基础上,卢瑟福提出了原子核式结构模型。第十七页，共60页。2.否定汤姆孙的原子结构模型:(1)质量远小于原子的电子,对α粒子的运动影响完全可以忽略,不应该发生大角度偏转。第十八页，共60页。(2)α粒子在穿过原子时,受到各方向正电荷的斥力基本上会相互平衡,对α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)α粒子的大角度偏转,否定汤姆孙的原子结构模型。第十九页，共60页。3.大角度偏转的实验现象分析:(1)由于电子质量远小于α粒子质量,所以电子不可能使α粒子发生大角度偏转。第二十页，共60页。(2)使α粒子发生大角度偏转的只能是原子中带正电的部分。按照汤姆孙原子模型,正电荷在原子内是均匀分布的,α粒子穿过原子时,它受到的两侧斥力大部分抵消,因而也不可能使α粒子发生大角度偏转,更不能使α粒子反向弹回,这与α粒子散射实验相矛盾。第二十一页，共60页。(3)实验现象表明原子绝大部分是空的,原子的几乎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,否则,α粒子大角度散射是不可能的。第二十二页，共60页。4.原子的核式结构模型对α粒子散射实验结果的解释:(1)当α粒子穿过原子时,如果离核较远,受到原子核的斥力很小,α粒子就像穿过“一片空地”一样,无遮无挡,运动方向改变很小。因为原子核很小,所以绝大多数α粒子不发生偏转。第二十三页，共60页。(2)只有当α粒子十分接近原子核穿过时,才受到很大的库仑力作用,发生大角度偏转,而这种机会很少,所以有少数粒子发生了大角度偏转。第二十四页，共60页。(3)如果α粒子正对着原子核射来,偏转角几乎达到180°,这种机会极少,如图所示,所以极少数粒子的偏转角度甚至大于90°。第二十五页，共60页。【易错提醒】(1)α粒子与原子核之间的万有引力远小于二者之间的库仑斥力,因而可以忽略不计。(2)在处理α粒子等微观粒子时一般不计重力。第二十六页，共60页。【典题通关】考查角度1α粒子散射实验现象【典例1】如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图,图中的显微镜可在圆周轨道上转动,通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况。下列说法中正确的是 世纪金榜导学号19892050(

)第二十七页，共60页。第二十八页，共60页。A.在图中的A、B两位置分别进行观察,相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多B.在图中的B位置进行观察,屏上观察不到任何闪光C.卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶,观察到的实验结果基本相似D.α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金箔原子后产生的反弹第二十九页，共60页。【解析】选C。α粒子散射实验现象:绝大多数α粒子沿原方向前进,少数α粒子有大角度散射,所以A处观察到的粒子数多,B处观察到的粒子数少,选项A、B错误;α粒子发生散射的主要原因是受到原子核库仑斥力的作用,选项D错误,C正确。第三十页，共60页。考查角度2α粒子散射实验中α粒子的受力和能量转化问题【典例2】如图所示,根据α粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型。图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线,实线表示一个α粒子的运动轨迹。在α粒子从a运动到b、再运动到c的过程中,下列说法中正确的是 (

)世纪金榜导学号19892051第三十一页，共60页。第三十二页，共60页。A.动能先增大,后减小B.电势能先减小,后增大C.电场力先做负功,后做正功,总功等于零D.加速度先变小,后变大第三十三页，共60页。【解析】选C。α粒子从a到b电场力做负功,速度减小,动能减小,电势能增大。从b到c电场力做正功,α粒子的速度增大,动能增大,电势能减小,加速度应先变大,后变小。正确选项应为C。第三十四页，共60页。【规律方法】α粒子散射实验中常用的规律(1)库仑定律F=:用来分析α粒子和原子核间的相互作用力。(2)牛顿第二定律:该实验中α粒子只受库仑力,可根据库仑力的变化分析加速度的变化。第三十五页，共60页。(3)功能关系:根据库仑力做功可分析电势能的变化,也可分析动能的变化。(4)原子核带正电,其周围的电场相当于正点电荷的电场,注意应用其电场线和等势面的特点。第三十六页，共60页。【过关训练】1.X表示金原子核,α粒子射向金核被散射,若它们入射时的动能相同,其偏转轨道可能是图中的 (

)第三十七页，共60页。【解析】选D。α粒子离金核越远其所受斥力越小,轨道弯曲程度就越小,故选项D正确。第三十八页，共60页。2.(多选)卢瑟福对α粒子散射实验的解释是(

)A.使α粒子产生偏转的主要原因是原子中电子对α粒子的作用力B.使α粒子产生偏转的力是库仑力C.原子核很小,α粒子接近它的机会很小,所以绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进D.能产生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子第三十九页，共60页。【解析】选B、C、D。原子核带正电,与α粒子之间存在库仑力,当α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错误,B正确;由于原子核非常小,绝大多数粒子经过时离核较远,因而运动方向几乎不变,只有离核很近的α粒子受到的库仑力较大,方向改变较多,故C、D正确。第四十页，共60页。【补偿训练】1.如图所示是α粒子被重核散射时的运动轨迹,其中不可能存在的轨迹是 (

)A.a

B.b

C.c

D.d第四十一页，共60页。【解析】选C。根据α粒子散射实验现象的解释,离核越近偏转越明显,C轨迹离核较远,应该偏转很少,故正确答案为C项。第四十二页，共60页。2.当α粒子穿过金箔发生大角度偏转的过程中,下列说法正确的是 (

)A.α粒子先受到原子核的斥力作用,后受原子核的引力作用B.α粒子一直受到原子核的斥力作用C.α粒子先受到原子核的引力作用,后受到原子核的斥力作用D.α粒子一直受到库仑斥力,速度一直减小第四十三页，共60页。【解析】选B。α粒子与金原子核带同种电荷,两者相互排斥,故A、C错误,B正确;α粒子在靠近金原子核时斥力做负功,速度减小,远离时做正功,速度增大,故D错误。第四十四页，共60页。知识点二原子的核式结构模型与原子核的组成探究导入:如图所示为原子核式结构模型的α粒子散射图景。第四十五页，共60页。(1)为什么绝大多数的α粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来运动方向前进?(2)为什么少数的α粒子穿过金箔后,发生了大角度的偏转?第四十六页，共60页。提示:(1)因为原子核很小,所以绝大多数α粒子穿过原子时,离核较远,受到原子核的斥力很小,基本上仍沿原来运动方向前进。(2)少数α粒子十分接近原子核穿过时,才受到很大的库仑力作用,发生大角度偏转。第四十七页，共60页。【归纳总结】1.理解建立核式结构模型的要点:(1)核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变。(2)汤姆孙模型不能解释α粒子的大角度散射。第四十八页，共60页。(3)少数α粒子发生了大角度偏转,甚至反弹回来,表明这些α粒子在原子中的某个地方受到了质量、电荷量均比它本身大得多的物体的作用。(4)绝大多数α粒子在穿过金原子层时运动方向没有明显变化,说明原子中绝大多数部分是空的。原子的质量电荷量都集中在体积很小的核上。第四十九页，共60页。2.原子的核式结构与原子的枣糕模型的对比:核式结构枣糕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第五十页，共60页。3.原子内的电荷关系:原子核的电荷数与核外的电子数相等,非常接近原子序数。4.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。5.原子核的大小:原子的半径数量级为10-10m,原子核半径的数量级为10-15m,原子核的半径只相当于原子半径的十万分之一,体积只相当于原子体积的10-15。第五十一页，共60页。【典题通关】【典例】(多选)关于原子核式结构理论说法正确的是 (

)世纪金榜导学号19892052第五十二页，共60页。A.是通过发现电子现象得出来的B.原子的中心有个核,叫作原子核C.原子的正电荷均匀分布在整个原子中D.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旋转第五十三页，共60页。【解析】选B、D。原子的核式结构模型是在α粒子的散射实验结果的基础上提出的,A错误。原子中绝大部分是空的,带正电的部分集中在原子中心一个很小的范围,称为原子核,B正确,C错误。原子核集中了原子全部正电荷和几乎全部质量,带负电的电子在核外旋转,D正确。第五十四页，共60页。【过关训练】1.不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是 (

)A.原子中心有一个很小的原子核B.原子核是由质子和中子组成的C.原子质量几乎全部集中在原子核内D.原子的正电荷全部集中在原子核内第五十五页，共60页。【解析】选B。卢瑟福原子核式结构模型是原子全部正电荷和