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1、 3.2　原子模型的提出 學(xué)習(xí)目標(biāo) 重點(diǎn)難點(diǎn) 1．知道α粒子散射實(shí)驗(yàn)的方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 2．記住盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)模型的內(nèi)容 3．知道原子和原子核大小的數(shù)量級(jí)。 重點(diǎn)：α粒子散射實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)論。 難點(diǎn)：利用核式結(jié)構(gòu)解釋?duì)亮Ｗ由⑸鋵?shí)驗(yàn)。 一、湯姆生模型 棗糕模型是湯姆生于1904年提出的，他認(rèn)為原子是一個(gè)球體，正電荷均勻分布在整個(gè)球內(nèi)，電子像棗糕上的棗子一樣嵌在球中。湯姆生的模型是第一個(gè)有一定科學(xué)依據(jù)的原子結(jié)構(gòu)模型。 二、出人意料的結(jié)果 1．實(shí)驗(yàn)方法：用由放射源射出的α粒子束轟擊金箔，利用熒光屏接收、探測(cè)通過(guò)金箔后的α粒子分布情況。 2．實(shí)驗(yàn)結(jié)果：絕大多數(shù)α

2、粒子穿過(guò)金箔后仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)；有少數(shù)α粒子發(fā)生較大的偏轉(zhuǎn)，有的α粒子偏轉(zhuǎn)角超過(guò)90，極少數(shù)α粒子甚至被彈回。 預(yù)習(xí)交流1 做α粒子散射實(shí)驗(yàn)時(shí)為什么要用金箔？ 答案：一是金原子的質(zhì)量、電荷比α粒子的質(zhì)量和電荷大得多，α粒子靠近金原子核時(shí)受的作用力比較大，α粒子容易偏轉(zhuǎn)；二是金的延展性比較好，可以做得很薄，接近單原子層。 三、盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型 在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核上，帶負(fù)電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn)。 預(yù)習(xí)交流2 在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，偏轉(zhuǎn)角大的α粒子與偏轉(zhuǎn)角小的α粒子相比，哪種α粒子離金原子核近？ 答案：偏

3、轉(zhuǎn)角大的α粒子離金原子核近。因?yàn)殡x原子核越近，α粒子受到的庫(kù)侖斥力越大，偏轉(zhuǎn)角度就越大。 四、原子核的電荷與尺度 1．原子內(nèi)的電荷關(guān)系：各種元素的原子核的電荷數(shù)非常接近它們的原子序數(shù)。 2．原子核的大?。涸雍税霃降臄?shù)量級(jí)為10－15 m，原子半徑的數(shù)量級(jí)為10－10 m。 一、α粒子散射實(shí)驗(yàn) α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置是怎樣的？實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)有哪些？ 答案：1.實(shí)驗(yàn)裝置（如圖）由放射源、金箔、熒光屏等組成。 2．實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)： （1）整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程需在真空中進(jìn)行。 （2）α粒子是氦核，本身很小，金箔需很薄，α粒子才能很容易穿過(guò)。 （3）實(shí)驗(yàn)中用的是金箔而不是鋁箔，這是

4、因?yàn)榻鸬脑有驍?shù)大，可以使α粒子與金核間產(chǎn)生較大的庫(kù)侖力，偏轉(zhuǎn)明顯；另外金的延展性好，容易做成極薄的金箔。 盧瑟福提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型的根據(jù)是α粒子轟擊金箔的散射實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中他發(fā)現(xiàn)α粒子（　?。?。 A．全部穿過(guò)或發(fā)生很小偏轉(zhuǎn) B．絕大多數(shù)穿過(guò)，只有少數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，有的甚至被彈回 C．絕大多數(shù)發(fā)生很大偏轉(zhuǎn)，甚至被彈回，只有少數(shù)穿過(guò) D．全部發(fā)生很大偏轉(zhuǎn) 答案：B 解析：在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，有少數(shù)α粒子卻發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，有的α粒子偏轉(zhuǎn)角度超過(guò)了90，極少數(shù)α粒子甚至被反彈回來(lái)。 分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)要點(diǎn) 1．熟記裝置及原

5、理 α粒子散射實(shí)驗(yàn)是一個(gè)非常重要的實(shí)驗(yàn)，因此對(duì)實(shí)驗(yàn)器材、現(xiàn)象、現(xiàn)象分析、結(jié)論都必須弄明白，才能順利解答有關(guān)問(wèn)題。 2．理解建立核式結(jié)構(gòu)模型的要點(diǎn) ①湯姆生模型不能解釋?duì)亮Ｗ拥拇蠼嵌壬⑸洹? ②核外電子不會(huì)使α粒子的速度發(fā)生明顯改變。 ③少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，甚至反彈回來(lái)，表明這些α粒子在原子中的某個(gè)很小范圍內(nèi)受到較大的作用力，在這個(gè)范圍內(nèi)集中的質(zhì)量、電荷量均比α粒子大得多。 ④絕大多數(shù)α粒子在穿過(guò)金原子層時(shí)運(yùn)動(dòng)方向沒(méi)有明顯變化，說(shuō)明原子中絕大部分是空的。原子的質(zhì)量、電荷量都集中在體積很小的核上。 二、原子的核式結(jié)構(gòu)模型 盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)是如何解釋?duì)亮Ｗ由⑸鋵?shí)驗(yàn)的？ 答

6、案：（1）當(dāng)α粒子穿過(guò)原子時(shí)，如果離核較遠(yuǎn)，受到原子核的庫(kù)侖斥力小，α粒子就像穿過(guò)“一片空地”一樣，無(wú)遮無(wú)擋，運(yùn)動(dòng)方向改變很小，因?yàn)樵雍撕苄?，所以絕大多數(shù)α粒子不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 （2）只要當(dāng)α粒子十分接近原子核穿過(guò)時(shí)，才受到很大的庫(kù)侖斥力作用，偏轉(zhuǎn)角才很大，而這種機(jī)會(huì)很少。 （3）如果α粒子正對(duì)著原子核射來(lái)，偏轉(zhuǎn)角幾乎達(dá)到180，這種機(jī)會(huì)極少，如圖所示。 盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)理論的主要內(nèi)容有（　　）。 A．原子的中心有個(gè)核，叫原子核 B．原子的正電荷均勻分布在整個(gè)原子中 C．原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里 D．帶負(fù)電的電子在核外繞著核旋轉(zhuǎn) 答案：ACD 解

7、析：盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)理論的主要內(nèi)容是：在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫做原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞著核旋轉(zhuǎn)，由此可見(jiàn)，B錯(cuò)，A、C、D正確。 α粒子散射實(shí)驗(yàn)中常用的規(guī)律 （1）庫(kù)侖定律：F＝k，用來(lái)分析α粒子和原子核間的相互作用力。 （2）牛頓第二定律：該實(shí)驗(yàn)中α粒子只受庫(kù)侖力，可根據(jù)庫(kù)侖力的變化分析加速度的變化。 （3）功能關(guān)系：根據(jù)庫(kù)侖力做功，可分析動(dòng)能的變化，也能分析電勢(shì)能的變化。 （4）原子核帶正電，其周圍的電場(chǎng)相當(dāng)于正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)，注意應(yīng)用其電場(chǎng)線和等勢(shì)面的特點(diǎn)。 1．在α粒子的散射實(shí)驗(yàn)中，并沒(méi)有考慮α粒子跟電子碰

8、撞所產(chǎn)生的效果，這是由于（　?。? A．α粒子跟電子相碰時(shí)，損失的動(dòng)量很小，可忽略 B．電子體積實(shí)在太小，α粒子完全碰不到 C．α粒子跟各電子碰撞的效果互相抵消 D．由于電子是均勻分布的，α粒子受電子作用力的合力為零 答案：A 解析：少數(shù)α粒子發(fā)生大角度散射的原因僅是因?yàn)樗蛶д姷脑雍酥g強(qiáng)大的庫(kù)侖斥力的作用，而α粒子碰撞到電子上好像飛行中的子彈碰到塵埃上，幾乎不受影響。 2．在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，引起α粒子散射的力量是（　　）。 A．萬(wàn)有引力　　　　　　B．電場(chǎng)力 C．磁場(chǎng)力　　　　　　　D．強(qiáng)相互作用力 答案：B 3．在盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，有少數(shù)α粒子發(fā)生大角

9、度偏轉(zhuǎn)，其原因是（　　）。 A．原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上 B．正電荷在原子中是均勻分布的 C．原子中存在著帶負(fù)電的電子 D．金箔中的金原子間存在很大的空隙，只有極少數(shù)碰到金原子 答案：A 4．α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，不考慮金原子核外電子與α粒子的碰撞的影響，是因?yàn)椋ā　。? A．α粒子與核外電子根本就無(wú)相互作用力 B．因?yàn)楹送怆娮邮蔷鶆蚍植嫉?，故電子?duì)α粒子的合力為0 C．α粒子的質(zhì)量遠(yuǎn)大于電子的質(zhì)量，故α粒子與電子碰撞時(shí)，α粒子的速度基本上不受影響 D．電子體積很小，α粒子根本就碰不到 答案：C 解析：α粒子與電子間存在庫(kù)侖引力，故A錯(cuò)。盧瑟福的核式結(jié)

10、構(gòu)說(shuō)明核在中心，電子在外繞其運(yùn)動(dòng)，而不是均勻分布，故B錯(cuò)。α粒子與電子的碰撞遵循動(dòng)量守恒定律，mα≥me時(shí)，α粒子的運(yùn)動(dòng)基本不受影響，因此C正確。α粒子與電子碰撞的幾率小，但并不是碰不到，故D錯(cuò)。 5．在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)α粒子最接近金原子核時(shí)，α粒子符合下列哪些情況（　　）。 A．動(dòng)能最小 B．勢(shì)能最小 C．α粒子與金原子核組成的系統(tǒng)能量最小 D．所受原子核庫(kù)侖斥力最大 答案：AD 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375