第二节原子结构学案Word下载.docx

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，也就是说它们几乎被”撞了回来”。

（3）实验分析

α粒子的散射实验结果否定了汤姆孙的原子模型。

建立了模型。

3、1911年提出卢瑟福原子的核式结构模型：

在原子中心有一个很小的核，叫

，原子的正电荷和质量都集中在原子核里，带负电的电子在绕核旋转。

例一、右图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，关于观察到的现象，下述说法中正确的是（）

A．相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多

B．相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在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

变式1、α粒子的散射实验中,使α粒子的散射的原因是：

（）

A、α粒子与原子核外电子碰撞；

B、α粒子与原子核会发生接触碰撞；

C、α粒子发生明显衍射；

D、α粒子与原子核的库仑力；

二、原子核的电荷与尺度：

1、原子内的电荷关系，各种元素的原子核的电荷数，即原子内的非常接近它们的。

2、原子核的组成：

原子核是由和组成的，原子核的电荷数就是核中的。

3、原子核的大小：

实验确定的原子半径R的数量级为,而整个原子的半径的数量级是，两者相差十万倍之多，可见原子内部是十分空旷的。

例二、当α粒子被金核散射时，如图所示，Ａ、Ｂ、C、D四条运动轨迹中不可能的是：

变式2、在α粒子散射实验中，使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对α粒子的（）

A.万有引力B.库仑力

B.C.磁场力D.核力

3、经典理论的困难：

卢瑟福的核式结构模型正确地指出了的存在，很好地解释了但是，经典的物理学既无法解释原子的，又无法解释原子的频谱的特征。

例三、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（）

A、动能先增加，后减少

B、电势能先减少，后增加

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

【自主练习】

1．对α粒子散射实验装置的描述，你认为正确的有（）

A．实验器材有放射源、金箔、带有荧光屏的放大镜

B．金箔的厚度对实验无影响

C．如果不用金箔改用铝箔，就不会发生散射现象

D．实验装置放在空气中和真空中都可以

2．（双选）卢瑟福对α粒子散射实验的解释是（）

A．使α粒子产生偏转的力主要是原子中电子对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较远的α粒子

3．卢瑟福提出的原子核式结构学说不包括下列哪些内容（）

A．原子中心有一个很小的核

B．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里

C．原子正电荷均匀分布在它的全部体积上

D．带负电的电子在核外空间绕原子核旋转

作业：

创新设计P27页1-8必做；

9-12选作；

1．汤姆生的葡萄干布丁模型

电子的发现，说明原子可以再分割。

在此基础上，汤姆生建立了较有影响的“葡萄干布丁”也叫“枣糕模型”——原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球内，电子像枣糕里的枣子一样镶嵌在原子里．

2．

粒子散射实验

1909-1911年卢瑟福指导其助手用

粒子散射实验否定了汤姆生的原子模型，提出了原子的核式结构模型。

3.原子核式结构模型的提出

原子中心有一个极小的核，叫原子核，原子核集中了原子全部的正电荷和几乎全部的质量，带负电的电子在核外空间绕核高速旋转。

原子核半径的数量级为10-15m，原子半径的数量级是10-10m。

所以原子核的半径约为原子半径的十万分之一。

这里突出了原子核是很小的，原子内部是很空的。

4“模型”与“结构”

模型并不是真实情况的精确复制品，至今为止，我们还无法用肉眼去观测原子的内部结构，只能通过推测去建立模型，正确的模型在一定程度上是原子的内部结构的真实写照，但是很难说是精确的．在建立模型的过程中，常常会忽略一些次要的因素．进行简化，只是留下一些能够反映原物本质的主要因素．但是太阳系的行星结构则不同，我们观察得到，并且我们可以完全确定某一时刻太阳系的行星所处的准确位置．

【问题探究】

问题1：

a粒子散射实验中为什么选用金箔？

解答：

（1）金的延展性好，容易做成和很薄的箔，实验用的金箔厚度大约是10-7m；

（2）金原子到的正电荷多，与a粒子间的库仑力大；

（3）金原子质量大约是a粒子质量的50倍，因而惯性大，a粒子运动状态容易改变。

问题2：

粒子的散射实验是怎么做的?

粒子散射实验的装置，可根据课本上的示意图来讲述，主要由放射源、金箔、荧光屏、放大镜和转动圆盘几部分组成。

实验的做法．课文中写得比较简明，重点应指出荧光屏和放大镜能够围绕金箔在一个圆周上转动，从而可以观察到穿过金箔后偏转角度不同的粒子数。

问题3：

粒子的散射实验结果是什么?

实验结果用“绝大多数”、“少数”和“极少数”这样的数量形容词来描述。

绝大多数穿过金箔后仍沿原来的方向前进；

少数发生了大角度偏转；

极少数甚至被弹回。

卢瑟福的原子核式结构模型就是在分析了如上情况后建立起来的。

【疑难解析】

对实验结果的分析应着重注意如下几点：

a．电子不可能使

粒子发生大角度散射。

粒子跟电子碰撞过程中，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，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要发生改变。

因此，

粒子与电子正碰时，不会出现被反弹回来的现象。

即使发生非对心碰撞时，

粒子也不会有大角度的偏转。

b．按照汤姆生的原子模型，正电荷在原子内部均匀地分布，

粒子穿过原子时，由于粒子两侧正电荷对它的斥力有相当大一部分互相抵消，使

粒子偏转的力也不会很大。

粒子的大角度散射现象，说明了葡萄干布丁模型不符合原子结构的实际情况。

c．实验中发现少数

粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些

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。

d．金箔的厚度大约是1mm，金原子的直径大约是3×

10-10m。

绝大多数

粒子在穿过金箔时，相当于穿过几千个金原子的厚度，但它们的运动方向却没有发生明显的变化，这个现象表明了

粒子在穿过时基本上没有受到力的作用，说明原子中的绝大部分是空的，原子的质量和电量都集中在体积很小的核上。

1．下列能揭示原子具有核式结构的实验是（）

A．光电效应实验

B．伦琴射线的发现

C．α粒子散射实验

D．氢原子光谱的发现

2．对α粒子散射实验装置的描述，你认为正确的有（）

3．（双选）卢瑟福对α粒子散射实验的解释是（）

4．卢瑟福提出的原子核式结构学说不包括下列哪些内容（）

5．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，后受原子核的引力的作用

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

6．（双选）在α粒子散射实验中，当α粒子最接近金原子核时，α粒子符合下列哪种情况

A．动能最小B．电势能最小

C．α粒子与金原子核组成的系统的能量最小D．所受原子核的斥力最大

7．卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是

8．关于α粒子散射实验，下列说法错误的是（）

A．α粒子穿过原子时，由于α粒子的质量比电子大得多，电子不可能使α粒子的运动方向发生明显的改变

B．由于绝大多数α粒子穿过金箔后仍按原来方向前进，所以使α粒子发生大角度偏转的原因是在原子中极小的区域内集中存在着对α粒子产生库仑力的正电荷

C．α粒子穿过原子时，只有少数粒子发生大角度偏转的原因是原子核很小，α粒子接近原子核的机会很小

D．使α粒子发生大角度偏转的原因是α粒子穿过原子时，原子内部两侧的正电荷对α粒子的斥力不相等

9．关于原子结构理论与α粒子散射实验的关系，下列说法正确的是（）

A．卢瑟福做α粒子散射实验是为了验证汤姆生的枣糕模型是错误的

B．卢瑟福认识到汤姆生“葡萄干布丁模型”的错误后通过α粒子散射实验提出了“核式结构”理论

C．卢瑟福的α粒子散射实验是为了验证核式结构理论的正确性

D．卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论

参考答案

1．C[光电效应实验说明光具有粒子性，故A错误．伦琴射线为电磁波，故B错误．卢瑟福由α粒子散射实验建立了原子的核式结构模型，故C正确．氢原子光谱的发现说明原子光谱是不连续的，故D错误．]

2．A[实验所用的金箔的厚度极小，如果金箔的厚度过大，α粒子穿过金箔时必然受到较大的阻碍作用而影响实验效果，B项错．如果改用铝箔，由于铝核的质量仍远大于α粒子的质量，散射现象仍然会发生，C项错．空气的流动及空气中有许多漂浮的微粒，会对α粒子的运动产生影响，实验装置是放在真空中进行的，D项错．正确选项为A.]

3．BC[原子核带正电，与α粒子间存在库仑力，当α粒子靠近原子核时受库仑力而偏转，故B对，A错；

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，只有离核较近的α粒子受到的库仑力较大，方向改变较多，故C对，D错．]

4．C[原子中心有一个原子核，它集中了几乎原子的全部质量和所有的正电荷，电子绕原子核高速旋转．]

5．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，同理当α粒子远离金原子时斥力做正功，速度增大，故D错误．]

6．AD

7．D[α粒子轰击金箔后偏转，越靠近金箔，偏转的角度越大，所以A、B、C错误，D正确．]

8．D[电子的质量很小，和α粒子作用时，对α粒子运动的影响极其微小，A正确．α粒子发生大角度偏转，说明原子核的正电荷和几乎全部的质量集中在一个很小的区域内，所以B、C正确，D错误．]

9．D[卢瑟福设计的α粒子散射实验是为了探究原子内电荷的分布，并非为了验证汤姆生模型是错误的，A错误；

卢瑟福并不是认识到“葡萄干布丁模型”的错误后提出的“核式结构”理论，B错误；

卢瑟福做了α粒子散射实验后，由实验现象而提出了“核式结构”理论，C错误，D正确．]