1、第十八章 原子结构,18.2原子的核式结构模型,教学目标,知识与技能 1、了解粒子散射实验原理和实验现象； 2、知道卢瑟福的原子核式结构的主要内容； 3、知道原子核和原子的大小数量级，原子核的电荷数； 过程与方法 1、通过小组讨论完成知识点1； 2、通过预习检测，掌握知识点2/3 ； 情感态度价值观 领会卢瑟福提出原子核式结构的实验和思维过程，培养学生抽象思维能力和想象力。,电子是原子的组成部分，由于电子是带负电的，而原子又是中性的，因此推断出原子中还有带正电的物质，几乎占有原子的全部质量。me=9.10910-31Kge=1.60210-19C,历史回顾,J.J.汤姆孙，1857-1940，
2、英国物理学家，电子的发现者。 因通过气体电传导性的研究，测出电子的电荷与质量的比值，1906年获诺贝尔物理学奖。,思考：那么，这两种物质是怎样构成原子的呢？,电子,原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中，所以又被人们称为“枣糕模型”或“西瓜模型”。 电子等间隔地排列在与正电球同心的圆周上，并以一定的速度做圆周运动从而发出电磁辐射，原子光谱所反映的就是这些电子的辐射频率。,一.汤姆孙的原子模型,问题1、简述汤姆孙的原子模型？,以汤姆孙为首的英国剑桥学派，在原子物理学上所取得的这些惊人成就，使欧洲大陆上的物理学家都拜倒在他们的脚下。他的学生卢瑟福也接受了汤姆孙的原子模型，
3、1909年卢瑟福建议其学生兼助手盖革和罗斯顿用粒子轰击金箔去验证汤姆孙原子模型。,让我们来认识一下卢瑟福吧！,从经典物理学的角度看，汤姆孙的模型是很成功的。 解释原子是电中性的，电子在原子里是怎样分布的，解释原子为什么会发光，能估计出原子的大小约为一亿分之一厘米。,问题2、汤姆孙的原子模型可以解释哪些现象？,1895年在新西兰大学毕业后，获得英国剑桥大学的奖学金进入卡文迪许实验室，成为汤姆孙的研究生。提出原子结构的核式模型，为原子结构的研究做出很大的贡献。 1898年，在汤姆孙的推荐下，担任加拿大麦吉尔大学的物理教授。 1907年返回英国出任曼彻斯特大学的物理系主任。 1919年接替退休的汤姆
4、孙，担任卡文迪许实验室主任。 1925年当选为英国皇家学会主席。1931年受封为纳尔逊男爵。 1937年10月19日因病在剑桥逝世，与牛顿和法拉第并排安葬，享年66岁。,欧内斯特卢瑟福 1871年8月30日生于新西兰纳尔逊的一个手工业工人家庭。并在新西兰长大。他进入新西兰的坎特伯雷学院学习。 23岁时获得了三个学位（文学学士、文学硕士、理学学士）。,科学成就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a粒子散射试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
5、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核技术的重要手段。,桃李满天下在卢瑟福的悉心培养下，他的学生和助手有多人获得了诺贝尔奖金： 1921年，卢瑟福的助手索迪获诺贝尔化学奖； 1922年，卢瑟福的学生阿斯顿获诺贝尔化学奖；1922年，卢瑟福的学生玻尔获诺贝尔物理奖； 1927年，卢瑟福的助手威尔逊获诺贝尔物理奖； 1935年，卢瑟福的学生查德威克获诺贝尔物理奖； 1948年，卢瑟福的助手布莱克特获诺贝尔物理奖； 1951年，卢瑟福的学生科克拉夫特和瓦耳顿，共同获得诺贝尔物理奖； 1978年，卢瑟福的学生卡皮茨获诺贝
6、尔物理奖。,二. 粒子散射实验,1.实验装置,放射源放射性元素钋（Po）放出粒子，粒子 是氦核，带2e正电荷，质量是氢原子的4倍，电子的7300倍，具有较大的动能。速度达107m/s。 金箔作为靶子，厚度1m, 重叠了3000层左右的金原子。 荧光屏粒子打在上面发出微弱的闪光。 放大镜通过放大镜观察闪光，且可360转动观察不同角度粒子的到达情况。,问题4、 粒子散射实验的为什么用金箔、铂箔等重金属箔，而不用轻金属箔？,金、铂等重金属的原子的质量比粒子大得多， 粒子不会使金原子核发生明显的运动,问题5：如果原子的结构确实如汤姆生所假设的枣糕模型，用粒子轰击原子应得到怎样的结果？（课本52页的思考
7、与讨论）,根据汤姆生模型计算的结果：电子质量很小，对 粒子的运动方向不会发生明显影响；由于正电荷均匀分布， 粒子所受库仑力也很小，故 粒子偏转角度不会很大,二. 粒子散射实验,2.实验现象,绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进， 少数粒子（约占8000分之一）发生了较大的偏转， 极少数粒子的偏转超过了90，有的甚至几乎被撞了回来。,问题6、 实际的实验结果是如何的?,卢瑟福思考,1微米厚的金箔内含3000层原子层，绝大多数粒子穿过金箔仍沿原方向前进说明什么？少数粒子的大角度偏转甚至反弹是怎么造成的？,二. 粒子散射实验,3.实验分析,问题7、 分析实验结果得到怎样的原子模型?,1.在原子的中
8、心有一个很小的核，叫做原子核 2.原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里 3.带负电的电子在核外空间绕着核旋转,三. 原子的核式结构的提出,1. 原子的核式结构模型,为什么？,粒子穿过原子时，电子对粒子运动的影响很小，影响粒子运动的主要是带正电的原子核。 而绝大多数的粒子穿过原子时离核较远，受到的库仑斥力很小，运动方向几乎没有改变，只有极少数粒子可能与核十分接近，受到较大的库仑斥力，才会发生大角度的偏转 。,三. 原子的核式结构的提出,2. 对粒子散射实验现象解释,问题8、 如何解释实验现象?,1919年，卢瑟福用粒子轰击氮核，得到了质子，进而猜想原子核内存在不带电的中子，这一猜想被他
9、的学生查德威克用实验证实，并得到公认,质子,中子,核子,质子数,原子核的电荷数,拓展,根据卢瑟福的原子核式模型和粒子散射的实验数据，可以推算出各种元素原子核的电荷数，还可以估计出原子核的大小。 （1）原子核的尺度：原子的半径约为10-10m、原子核半径约是10-15m，原子核的体积只占原子的体积的万亿分之一。 （2）原子核的电荷： 原子核的电荷数：电荷数（Z）=质子数=核外电子数=原子序数 原子核的质量数：质量数（A）=核子数=质子数+中子数,四.原子核的电荷与尺度,根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分“空旷”的，举一个简单的例子：露珠和体育场,体育场,原子,四.原子核的电荷与尺度, 成功
10、解释了粒子散射实验, 为人类认识原子结构增添了光辉的一页。,正确地回答了原子的组成问题；,【卢瑟福有核原子模型的优越性】,1 .粒子散射实验装置、现象、意义 2卢瑟福原子核式结构模型 3原子核与原子大小的数量级,课堂小结,你掌握了吗？,课堂练习：,1、提出原子核式结构模型的科学家是（ ）A、汤姆孙 B、法拉第C、卢瑟福 D、奥斯特,C,2.在用粒子轰击金箔的实验中，卢瑟福观察到的粒子的运动情况是（ ）A、全部粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进B、绝大多数粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，少数发生较大偏转，极少数甚至被弹回C、少数粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，绝大多数发生较大偏转，甚至被
11、弹回D、全部粒子都发生很大偏转,B,3、卢瑟福粒子散射实验的结果（ ） A、证明了质子的存在 B、证明了原子核是由质子和中子组成的 C、说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上 D、说明原子的电子只能在某些不连续的轨道上运动,C,4、当粒子被重核散射时，如图所示的运动轨迹哪些是不可能存在的（ ）,BC,5在粒子散射实验中，没有考虑粒子跟电子的碰撞，其原因是（ ） A粒子不跟电子发生相互作用 B粒子跟电子相碰时，损失的能量极少，可忽略 C电子的体积很小，粒子不会跟电子相碰 D由于电子是均匀分布的，粒子所受电子作用的合力为零,B,6、卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有（ ）A、原子的中心有个核，叫做原子核B、原子的正负电荷都均匀分布在整个原子中C、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里D、带负电的电子在核外绕核旋转,ACD,7、（97全国）在卢瑟福的 粒子散射实验中，有少数 粒子发生大角度偏转，其原因是（ ）A、原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B、正电荷在原子中是均匀分布的C、原子中存在着带负电的电子D、原子只能处于一系列不连续的能量状态中,A,
