2.原子的核式结构模型

1、2 原子的核式结构模型,原子结构,葫芦岛市第一高级中学 王海燕,英国物理学家汤姆孙提出了原子的“枣糕模型”。,问题：谁发现了电子?,法国物理学家佩兰设想原子的中心是带正电的粒子，外围是围绕其运动的电子。,日本科学家冈半太郎提出“土行星模型”。,电子是原子的组成部分，原子也有内部结构。,汤姆孙,电子的发现又说明了什么？,一、汤姆孙的原子模型,原子是一个球体；正电核均匀分布在整个球内，而电子镶嵌在原子里面。有人形象地把它称为“西瓜模型”或“枣糕模型”,电子,正电荷,汤姆孙提出的“枣糕模型”是否正确呢？,事实是不是这样呢？,探究原子的结构,卢瑟福,1、他关于放射性的研究确立了放射性是发自原子内部的变

2、化。为开辟原子物理学做了开创性的工作。 2、1909年起，卢瑟福根据粒子散射实验现象提出原子核式结构模型。把原子结构的研究引上了正确的轨道，被誉为原子物理学之父。 3、1919年，卢瑟福做了用粒子轰击氮核的实验，从而发现了质子。 4、用粒子或射线轰击原子核来引起核反应实现人工核反应，成为人们研究原子核和应用技术的重要手段。,卢瑟福,转动圆盘：带动显微镜转动，观察不同角度粒子的到达情况。,放射源:放射性元素钋（Po）,能放射粒子。,金箔:厚度极小,可至1微米(虽然很薄但仍有几千层原子), 粒子很容易穿过。,显微镜:用于观察粒子,荧光屏:装在显微镜上,玻璃片上涂有荧光物质, 粒子打在上面发出闪光。

3、,整个实验装置放在抽成真空的容器内,为什么用粒子的散射现象可以研究原子的结构？,原子的结构非常紧密，用一般的方法是无法探测它的内部结构的，要认识原子的结构，需要用高速粒子对它进行轰击。而粒子具有足够的能量，可以接近原子中心。它还可以使荧光屏物质发光。如果粒子与其他粒子发生相互作用，改变了运动方向，荧光屏就能够显示出它的方向变化。用高速粒子轰击原子是研究原子结构的有效手段。,微观粒子碰撞法,1、绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进。 2、少数粒子（约占8000分之一）发生了较大的偏转。 3、极少数粒子的偏转角度超过90，有的甚至几乎被“撞了回来”。,粒子散射实验,粒子散射实验,卢瑟福说：“这是

4、我一生中从未有的最难以置信的事，它好比你对一张纸发射炮弹，结果被反弹回来而打到自己身上-”,为什么会这样说？汤姆孙的枣糕原子模型能否解释这种现象？,汤姆孙的枣糕模型能否解释粒子散射,问题1：粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞后造成的？,问题2：按照枣糕模型，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？,问题3：你认为原子中的正电荷应如何分布，才有可能造成 粒子的大角度偏转？为什么？,讨论交流,碰撞过程中，两者动量的变化量相等。由于粒子的质量是电子质量的7300倍，粒子碰撞电子好比是子弹碰灰尘一般，在碰撞前后，质量大的粒子速度几乎不变，而质量小的电子速度发生大的改变，因此两者正

5、碰时，不可能出现反弹的现象，即使是非对心碰撞，也不会有大角度的偏转。,（1）粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞后造成的？,实验现象的分析：,按照汤姆孙的原子模型，正电荷在原子内部均匀的分布，粒子穿过原子时，由于原子两侧正电荷将对它的斥力有相当大一部分互相抵消，使粒子偏转的力不会很大。因此粒子大角度散射现象，说明枣糕模型不符合原子结构的实际情况。,实验中发现少数粒子发生了大角度的偏转，甚至反弹回来，说明这些粒子在原子中的某个地方受到了质量、电量均比它本身大得多的物体的作用。,（3）你认为原子中的正电荷应如何分布，才有可能造成 粒子的大角度偏转？为什么？,（2）按照枣糕模型，粒子在原子附近或

6、穿越原子内部后有没有可能发生大角度偏转？,。,绝大多数粒子仍沿原来的方向前进,总结归纳：,原子内部绝大部分是“空”的。,受到的作用力很大； 原子的质量和电量集中。,少数粒子（约占8000分之一）发生了较大的偏转。 极少数粒子的偏转角度超过90，有的甚至几乎被“撞了回来”。,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,1911年，卢瑟福提出原子结构模型,根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分“空旷”的,思考？,问题1：在粒子散射实验中，到底是什么作用使粒子发生了偏转？,问题2： 粒子运动过程中，会引起哪些能量的变化？

7、,问题3：电子绕核旋转所需向心力？,三、原子核的电荷与尺度,（1）原子的半径的数量级为10-10米、原子核半径的数量级为10-15米。,（2）原子核所带正电荷数与核外电子数以及该元素在周期表内的原子序数相等。,原子,原子核,核外电子,质子,中子,原子核的电荷数:电荷数(Z)=质子数=原子序数,原子核的质量数:质量数(A)=核子数=质子数+中子数,例1:如图所示为卢瑟福和他的同事们做粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时观察到的现象，下列说法中正确的是(),A.放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多 B.放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置时稍少些 C.放在C、D位置时，屏上观察不到闪光 D.放在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少,典例剖析：,例2：如图所示,粒子射向金原子核X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(),例3：如图所示,Q为金原子核,M、N为两个等势面,虚线为粒子经过原子核附近的运动轨迹,关于粒子,下列说法正确的是(),A.粒子从K到R的过程中动能逐渐增加 B.粒子从K到R的过程中动能逐渐减小 C.粒子从K到R的过程中动能先减小后增加 D.粒子从K到R的过程中电势能先增加后减小,课堂小结：,原子的核式结构模型,粒子散射实验