高中物理 3.2 原子的結(jié)構(gòu)課件 粵教版選修3-5.ppt
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,,,高中物理·選修3-5·粵教版,第二節(jié) 原子的結(jié)構(gòu),[目標定位] 1.了解原子結(jié)構(gòu)模型建立的歷史過程及各種模型建立的依據(jù).2.知道粒子散射實驗的實驗方法和實驗現(xiàn)象.3.知道原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要內(nèi)容.4.能說出原子和原子核大小的數(shù)量級.,一、湯姆生的“葡萄干布丁”模型 1.湯姆生的“葡萄干布丁”模型:原子是一個____, ______均勻分布在整個球內(nèi). ____像布丁里的葡萄干一樣鑲嵌在原子里.(如圖3-2-1所示) 圖3-2-1,球體,正電荷,電子,2.湯姆生的模型能解釋一些實驗事實,如利用電子的________定性解釋某些光輻射. 二、α粒子散射實驗 1.實驗裝置 (1)放射源:①釙放在帶小孔的鉛盒中,能放射______. ②α粒子:帶正電,q= _____,質(zhì)量約為氫原子的4倍.射出速度可達107 m/s. (2)金箔:厚度極小,(雖然很薄但仍有幾千層原子). (3)顯微鏡:能夠在圍繞金箔的______內(nèi)轉(zhuǎn)動觀察. (4)熒光屏:玻璃片上涂有____物質(zhì)硫化鋅,裝在顯微鏡上.,簡諧振動,α粒子,+2e,水平面,熒光,2.實驗結(jié)論 (1)絕大多數(shù)的α粒子穿過金箔后________的方向前進; (2)少數(shù)α粒子發(fā)生了____的偏轉(zhuǎn); (3)極少數(shù)α粒子的偏轉(zhuǎn)角θ超過_____,甚至有極個別α粒子被反彈回來. 3.實驗意義 (1)否定了_______的原子結(jié)構(gòu)模型. (2)提出了____________模型,明確了__________的數(shù)量級.,仍沿原來,較大,90°,湯姆生,原子核式結(jié)構(gòu),原子核大小,4.盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型 1911年盧瑟福提出:在原子的中心有一個________,叫做_______,原子的全部______和幾乎全部質(zhì)量都集中在_________,帶_____荷的_____在核外空間繞核旋轉(zhuǎn). 特別提醒 1.原子核所帶單位正電荷數(shù)等于核外電子數(shù),所以整個原子呈電中性. 2.電子繞核旋轉(zhuǎn)所需向心力是核對它的庫侖引力. 5.原子核的大?。簩嶒灤_定的原子核半徑R的數(shù)量級為______,而整個原子的半徑數(shù)量級是______,兩者相差十萬倍之多,可見原子內(nèi)部是十分“空曠”的. 特別提醒 依據(jù)α粒子散射是估計核半徑最簡單的方法.,很小的核,原子核,正電荷,原子核里,負電,電子,10-15m,10-10m,一、對α粒子散射實驗的理解 1.實驗裝置示意圖(如圖3-2-2) 圖3-2-2,2.注意事項:(1)整個實驗過程在真空中進行. (2)α粒子是氦原子核,體積很小,金箔需要做得很薄,α粒子才能穿過. 3.α粒子散射實驗與湯姆生的原子模型的沖突分析 分析否定的原因 (1)由于電子質(zhì)量遠小于α粒子質(zhì)量,所以電子不可能使α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn). (2)使α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的只能是原子中帶正電的部分,按照湯姆生原子模型,正電荷在原子內(nèi)是均勻分布的,α粒子穿過原子時,它受到的兩側(cè)斥力大部分抵消,因而也不可能使α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn),更不可能使α粒子反向彈回,這與α粒子的散射實驗相矛盾.,(3)實驗現(xiàn)象表明原子絕大部分是空的,除非原子的幾乎全部質(zhì)量和所有正電荷都集中在原子中心的一個很小的核上,否則,α粒子大角度散射是不可能的.,【例1】 (雙選)如圖3-2-3為盧瑟福所做的α粒子散射實驗裝置的示意圖,熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個位置時,下述說法中正確的是 ( ) 圖3-2-3,A.相同時間內(nèi)在A時觀察到屏上的閃光次數(shù)最少 B.相同時間內(nèi)在B時觀察到屏上的閃光次數(shù)比放在A時稍 少些 C.放在D位置時屏上仍能觀察到一些閃光,但次數(shù)極少 D.放在C、D位置時屏上觀察不到閃光 答案 BC 解析 在盧瑟福α粒子散射實驗中,α粒子穿過金箔后,絕大多數(shù)α粒子仍沿原來的方向前進,故A錯誤;少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn),極少數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)角度大于90°,極個別α粒子反彈回來,所以在B位置只能觀察到少數(shù)的閃光,在C、D兩位置能觀察到的閃光次數(shù)極少,故D錯,B、C對.,借題發(fā)揮 解決α粒子散射實驗問題的技巧 (1)熟記裝置及原理. (2)理解建立核式結(jié)構(gòu)模型的要點. ①核外電子不會使α粒子的速度發(fā)生明顯改變. ②湯姆生的原子模型不能解釋α粒子的大角度散射. ③少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn),甚至反彈回來,表明這些α粒子在原子中的某個地方受到了質(zhì)量、電量均比它本身大得多的物體的作用. ④絕大多數(shù)α粒子在穿過厚厚的金原子層時運動方向沒有明顯變化,說明原子中絕大部分是空的,原子的質(zhì)量、電量都集中在體積很小的核內(nèi).,針對訓練1 (單選)(2013·福建高考)在盧瑟福α粒子散射實驗中,金箔中的原子核可以看作靜止不動,下列各圖畫出的是其中兩個α粒子經(jīng)歷金箔散射過程的徑跡,其中正確的是 ( ) 答案 C 解析 α粒子與原子核相互排斥,A、D錯;運動軌跡與原子核越近,力越大,運動方向變化越明顯,B錯,C對.,二、盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)模型 1.內(nèi)容:在原子中心有一個很小的核,叫原子核.原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在核內(nèi),帶負電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn). 2.對α粒子散射實驗結(jié)果的解釋 (1)當α粒子穿過原子時,如果離核較遠,受到原子核的斥力很小,運動方向改變很小,因為原子核很小,所以絕大多數(shù)α粒子不發(fā)生偏轉(zhuǎn). (2)只有當α粒子十分接近原子核穿過時,才受到很大的庫侖力作用,偏轉(zhuǎn)角才很大,而這種機會很少.,(3)如果α粒子正對著原子核射來,偏轉(zhuǎn)角幾乎達到180°,這種機會極少,如圖3-2-4所示. 圖3-2-4,3.數(shù)量級:原子的半徑數(shù)量級為10-10 m,原子核半徑的數(shù)量級為10-15 m,原子核的半徑只相當于原子半徑的十萬分之一,體積只相當于原子體積的10-15.,【例2】 (單選)下列對原子結(jié)構(gòu)的認識中,錯誤的是 ( ) A.原子中絕大部分是空的,原子核很小 B.電子在核外繞核旋轉(zhuǎn),向心力為庫侖力 C.原子的全部正電荷都集中在原子核里 D.原子核的直徑大約為10-10 m 答案 D 解析 盧瑟福α粒子散射實驗的結(jié)果否定了關于原子結(jié)構(gòu)的湯姆生模型,盧瑟福提出了關于原子的核式結(jié)構(gòu)學說,并估算出原子核直徑的數(shù)量級為10-15 m,而原子直徑的數(shù)量級為10-10 m,是原子核直徑的十萬倍,所以原子內(nèi)部是十分“空曠”的,核外帶負電的電子由于受到帶正電的原子核的庫侖引力而繞核旋轉(zhuǎn),所以本題應選D.,針對訓練2 (單選)在盧瑟福α粒子散射實驗中,只有少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn),其原因是 ( ) A.原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個很小 的核里 B.正電荷在原子內(nèi)是均勻分布的 C.原子中存在著帶負電的電子 D.原子的質(zhì)量在原子核內(nèi)是均勻分布的 答案 A 解析 本題考查了學生對α粒子散射實驗結(jié)果與原子的核式結(jié)構(gòu)關系的理解.原子的核式結(jié)構(gòu)正是建立在α粒子散射實驗結(jié)果基礎上的,C、D的說法沒有錯,但與題意不符.,- 配套講稿:
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