高中物理 選修3-5原子的核式結(jié)構(gòu)模型

2021/6/30第第1頁（共頁（共12頁）頁）重慶市石柱中學(xué)校 姚國均原子的核式結(jié)構(gòu)模型2021/6/30第第2頁（共頁（共12頁）頁）湯姆孫的原子模型：湯姆孫的原子模型： 原子是一個球體，正電荷原子是一個球體，正電荷均勻分布均勻分布在在整個球體內(nèi)，電子整個球體內(nèi)，電子鑲嵌鑲嵌其中。其中。湯姆孫的原子模型湯姆孫的原子模型棗糕模型棗糕模型2021/6/30第第3頁（共頁（共12頁）頁） 歐內(nèi)斯特盧瑟福(Ernest Rutherford, 18711937)英國物理學(xué)家，1908年度諾貝爾化學(xué)獎的獲得者。 1871年8月30日生于新西蘭納爾遜的一個手工業(yè)工人家庭。并在新西蘭長大。他進入新西蘭的坎特伯雷學(xué)院學(xué)習(xí)。23歲時獲得了三個學(xué)位（文學(xué)學(xué)士、文學(xué)碩士、理學(xué)學(xué)士）。1895年在新西蘭大學(xué)畢業(yè)后，獲得英國劍橋大學(xué)的獎學(xué)金進入卡文迪許實驗室，成為湯姆孫的研究生。提出了原子結(jié)構(gòu)的行星模型，為原子結(jié)構(gòu)的研究做出很大的貢獻。1898年，在湯姆孫的推薦下，擔(dān)任加拿大麥吉爾大學(xué)的物理教授。他在那兒呆了9年。于1907年返回英國出任曼徹斯特大學(xué)的物理系主任。1919年接替退休的湯姆孫，擔(dān)任卡文迪許實驗室主任。1925年當(dāng)選為英國皇家學(xué)會主席。1931年受封為納爾遜男爵，1937年10月19日因病在劍橋逝世，與牛頓和法拉第并排安葬，享年66歲。 2021/6/30第第4頁（共頁（共12頁）頁）2021/6/30第第5頁（共頁（共12頁）頁）實驗結(jié)果：（1 1）絕大多數(shù)）絕大多數(shù)粒子穿過金箔后粒子穿過金箔后, ,基本上仍沿基本上仍沿 原來方向前進；原來方向前進；（2 2）少數(shù)）少數(shù)粒子發(fā)生了角度的偏轉(zhuǎn)；粒子發(fā)生了角度的偏轉(zhuǎn)；（3 3）極少數(shù)（個別）極少數(shù)（個別）粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，甚至被彈回。甚至被彈回。2021/6/30第第6頁（共頁（共12頁）頁）思考與討論：電子能否使電子能否使粒子大角度偏轉(zhuǎn)？粒子大角度偏轉(zhuǎn)？1 1微米厚的金箔內(nèi)含微米厚的金箔內(nèi)含30003000層原子層，層原子層，絕大多數(shù)絕大多數(shù)粒子穿過金箔仍沿原方粒子穿過金箔仍沿原方向前進說明什么？向前進說明什么？少數(shù)少數(shù)粒子的大角度偏轉(zhuǎn)甚至反彈粒子的大角度偏轉(zhuǎn)甚至反彈是怎么造成的？是怎么造成的？2021/6/30第第7頁（共頁（共12頁）頁）原子的核式結(jié)構(gòu)的提出原子的核式結(jié)構(gòu)的提出在原子的中心有一個很小的核，叫做原子核在原子的中心有一個很小的核，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電的電子在核外空間繞著核運動帶負電的電子在核外空間繞著核運動2021/6/30第第8頁（共頁（共12頁）頁） 根據(jù)盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型，原子內(nèi)根據(jù)盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型，原子內(nèi)部是十分部是十分“空曠空曠”的，舉一個簡單的例子：的，舉一個簡單的例子：體育場原子原子核2021/6/30第第9頁（共頁（共12頁）頁）原子核的電荷與尺度原子核的電荷與尺度 根據(jù)盧瑟福的原子核式模型和根據(jù)盧瑟福的原子核式模型和粒子散射的實驗粒子散射的實驗數(shù)據(jù)，可以推算出各種元素原子核的電荷數(shù)，數(shù)據(jù)，可以推算出各種元素原子核的電荷數(shù)，還可以估計出原子核的大小。還可以估計出原子核的大小。 （1）原子的半徑約為）原子的半徑約為10-10米、原子核半徑約是米、原子核半徑約是10-15米，原子核的體積只占原子的體積的萬億米，原子核的體積只占原子的體積的萬億分之一。分之一。 （2）原子核所帶正電荷數(shù)與核外電子數(shù)以及該）原子核所帶正電荷數(shù)與核外電子數(shù)以及該元素在周期表內(nèi)的原子序數(shù)相等。元素在周期表內(nèi)的原子序數(shù)相等。2021/6/30第第10頁（共頁（共12頁）頁）【反饋練習(xí)】 1、在用、在用粒子轟擊金箔的實驗中，盧瑟福觀察粒子轟擊金箔的實驗中，盧瑟福觀察到的到的粒子的運動情況是粒子的運動情況是 A、全部、全部粒子穿過金屬箔后仍按原來的方向前粒子穿過金屬箔后仍按原來的方向前進進 B、絕大多數(shù)、絕大多數(shù)粒子穿過金屬箔后仍按原來的方粒子穿過金屬箔后仍按原來的方向前進，少數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)甚至被彈回向前進，少數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)甚至被彈回 C、少數(shù)、少數(shù)粒子穿過金屬箔后仍按原來的方向前粒子穿過金屬箔后仍按原來的方向前進，絕大多數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，甚至被彈回進，絕大多數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，甚至被彈回 D、全部、全部粒子都發(fā)生很大偏轉(zhuǎn)粒子都發(fā)生很大偏轉(zhuǎn)答案：答案：B2021/6/30第第11頁（共頁（共12頁）頁）2、盧瑟福、盧瑟福粒子散射實驗的結(jié)果粒子散射實驗的結(jié)果A、證明了質(zhì)子的存在、證明了質(zhì)子的存在B、證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的、證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的C、說明原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都、說明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上集中在一個很小的核上D、說明原子的電子只能在某些不連續(xù)的軌道、說明原子的電子只能在某些不連續(xù)的軌道上運動上運動答案：答案：C2021/6/30第第12頁（共頁（共12頁）頁）3、當(dāng)、當(dāng)粒子被重核散射時，如圖所示的運動粒子被重核散射時，如圖所示的運動軌跡哪些是不可能存在的軌跡哪些是不可能存在的答案：答案：BC 若有不當(dāng)之處，請指正，謝謝！若有不當(dāng)之處，請指正，謝謝！