高二物理选修原子的核式结构模型.pptx

电子是原子的组成部分，电子是原子的组成部分，由于电子是带负电的，由于电子是带负电的，而原子又是中性的，因而原子又是中性的，因此推断出原子中还有带此推断出原子中还有带正电的物质，几乎占有正电的物质，几乎占有原子的全部质量。原子的全部质量。me=9.10910-31Kg e=1.60210-19C 历史回顾历史回顾 J.J.J.J.汤姆孙，汤姆孙，汤姆孙，汤姆孙，1857-19401857-1940，英国物理学家，英国物理学家，英国物理学家，英国物理学家，电子的发现电子的发现电子的发现电子的发现者者者者。并测出电子的电荷与质。并测出电子的电荷与质。并测出电子的电荷与质。并测出电子的电荷与质量的比值，量的比值，量的比值，量的比值，19061906年获诺贝尔年获诺贝尔年获诺贝尔年获诺贝尔物理学奖。物理学奖。物理学奖。物理学奖。思考：那么，这两思考：那么，这两种物质是怎样构成种物质是怎样构成原子的呢？原子的呢？第第1页页/共共26页页 汤姆孙认为：原子是一个球体；正电荷均汤姆孙认为：原子是一个球体；正电荷均匀分布在整个球内，而电子都象枣核那样镶嵌匀分布在整个球内，而电子都象枣核那样镶嵌在内。在内。一、汤姆孙的原子模型一、汤姆孙的原子模型“枣糕模型枣糕模型”正电荷正电荷电子电子第第2页页/共共26页页 1909190919111911年，英国物理年，英国物理学家卢瑟福和他的助手们进行学家卢瑟福和他的助手们进行了了粒子散射实验。粒子散射实验。二二.粒子散射实验粒子散射实验高速高速高速高速粒子粒子粒子粒子荧光屏荧光屏荧光屏荧光屏卢瑟福卢瑟福卢瑟福卢瑟福第第3页页/共共26页页二二.粒子散射实验粒子散射实验1.1.实验装置实验装置放射源放射源放射源放射源放射性放射性放射性放射性元素钋（元素钋（元素钋（元素钋（PoPo）放出）放出）放出）放出 粒子，粒子，粒子，粒子，粒子粒子粒子粒子 是是是是氦核，带氦核，带氦核，带氦核，带2e2e正电荷，正电荷，正电荷，正电荷，质量是氢原子的质量是氢原子的质量是氢原子的质量是氢原子的4 4倍，倍，倍，倍，具有较大的动能。具有较大的动能。具有较大的动能。具有较大的动能。金箔金箔金箔金箔作为靶子，作为靶子，作为靶子，作为靶子，厚度厚度厚度厚度1m,1m,重叠了重叠了重叠了重叠了30003000层左右的层左右的层左右的层左右的 金原金原金原金原子。子。子。子。荧光屏荧光屏荧光屏荧光屏粒子打粒子打粒子打粒子打在上面发出闪光。在上面发出闪光。在上面发出闪光。在上面发出闪光。显微镜显微镜显微镜显微镜通过显通过显通过显通过显微镜观察闪光，且微镜观察闪光，且微镜观察闪光，且微镜观察闪光，且可可可可360360转动观察不同转动观察不同转动观察不同转动观察不同角度角度角度角度 粒子的到达情粒子的到达情粒子的到达情粒子的到达情况况况况。第第4页页/共共26页页第第6页页/共共26页页第第7页页/共共26页页第第8页页/共共26页页第第9页页/共共26页页第第10页页/共共26页页1、电子质量很小，对、电子质量很小，对 粒子的运动方向不粒子的运动方向不会发生明显影响；会发生明显影响；2、由于正电荷均匀分、由于正电荷均匀分布，布，粒子所受库仑力粒子所受库仑力也很小，故也很小，故粒子偏转粒子偏转角度不会很大角度不会很大 卢瑟福根据他的导师汤姆生模型估测实卢瑟福根据他的导师汤姆生模型估测实验结果：验结果：粒子散射实验粒子散射实验第第11页页/共共26页页1 1、绝大多数、绝大多数粒子穿过金箔后粒子穿过金箔后仍沿原来方向前仍沿原来方向前进进。2 2、但、但少数少数粒子发生了粒子发生了较大的偏转较大的偏转。3 3、有、有极少数极少数粒子的粒子的偏转超过了偏转超过了9090，有的，有的甚甚至几乎达到至几乎达到180180。卢瑟福对于上述实验的结果感到十分惊卢瑟福对于上述实验的结果感到十分惊奇，他说：奇，他说：“它好比你对一张纸发射炮弹，它好比你对一张纸发射炮弹，结果被反弹回来而打到自己身上结果被反弹回来而打到自己身上”粒子散射实验现象：粒子散射实验现象：汤姆逊枣糕原子模型无法解释此现象！汤姆逊枣糕原子模型无法解释此现象！第第12页页/共共26页页思考：思考：原子内部究竟是什么样的结构，才原子内部究竟是什么样的结构，才有可能造成有可能造成这样的实验结果呢？这样的实验结果呢？绝大多数粒子基本不偏转：绝大多数粒子基本不偏转：表明：表明：少数粒子发生较大偏转：少数粒子发生较大偏转：表明：表明：极少数粒子被弹回：极少数粒子被弹回：表明：表明：原子内部绝大部分是原子内部绝大部分是“空空”的。的。原子内部有原子内部有“正电荷集中正电荷集中”的区域。的区域。作用力很大，质量很大的核。作用力很大，质量很大的核。第第13页页/共共26页页1、在原子中心有一个很小的核，叫原子核、在原子中心有一个很小的核，叫原子核2、原原子子的的全全部部正正电电荷荷和和几几乎乎全全部部质质量量都都集集中中在原子核里在原子核里3、带负电的电子在核外空间绕着核旋转、带负电的电子在核外空间绕着核旋转三、三、原子的核式结构的提出原子的核式结构的提出 第第14页页/共共26页页第第15页页/共共26页页 粒粒粒粒子子子子穿穿穿穿过过过过原原原原子子子子时时时时，电电电电子子子子对对对对 粒粒粒粒子子子子运运运运动动动动的的的的影影影影响响响响很很很很小小小小，影影影影响响响响 粒粒粒粒子子子子运运运运动动动动的的的的主主主主要要要要是是是是带带带带正正正正电电电电的的的的原子核。原子核。原子核。原子核。而而而而绝绝绝绝大大大大多多多多数数数数的的的的 粒粒粒粒子子子子穿穿穿穿过过过过原原原原子子子子时时时时离离离离核核核核较较较较远远远远，受受受受到到到到的的的的库库库库仑仑仑仑斥斥斥斥力力力力很很很很小小小小，运运运运动动动动方方方方向向向向几几几几乎乎乎乎没没没没有有有有改改改改变变变变，只只只只有有有有极极极极少少少少数数数数 粒粒粒粒子子子子可可可可能能能能与与与与核核核核十十十十分分分分接接接接近近近近，受受受受到到到到较较较较大大大大的的的的库库库库仑仑仑仑斥斥斥斥力力力力，才才才才会会会会发发发发生生生生大大大大角角角角度度度度的的的的偏偏偏偏转转转转 。三三.原子的核式结构的提出原子的核式结构的提出 对对对对 粒子散射实验现象粒子散射实验现象粒子散射实验现象粒子散射实验现象解释解释解释解释第第16页页/共共26页页四、原子核的尺度与电荷四、原子核的尺度与电荷 根据卢瑟福的原子核根据卢瑟福的原子核式模型和式模型和粒子散射的实粒子散射的实验数据，可以推算出各种验数据，可以推算出各种元素原子核的电荷数，还元素原子核的电荷数，还可以估计出原子核的大小。可以估计出原子核的大小。1 1）原子的半径约为）原子的半径约为1010-10-10m m、原子核半径约是、原子核半径约是1010-15-15m m，原子核的体积只占原子，原子核的体积只占原子的体积的十万分之一。的体积的十万分之一。第第17页页/共共26页页体育场体育场体育场体育场原子核的核式结构原子核的核式结构原子核的核式结构原子核的核式结构 根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分“空空空空旷旷旷旷”的，举一个简单的例子：的，举一个简单的例子：的，举一个简单的例子：的，举一个简单的例子：原子原子原子原子原子核原子核原子核原子核 原子半径：原子半径：原子半径：原子半径：10101010-10-10-10-10m mm m原子核半径：原子核半径：原子核半径：原子核半径：10101010-15-15-15-1510101010-14-14-14-14m mm m第第18页页/共共26页页2 2）原子核所带）原子核所带正电荷数正电荷数与核外与核外电子数电子数以以及该元素在周期表内的及该元素在周期表内的原子序数相等原子序数相等。3 3）电子绕核旋转所需）电子绕核旋转所需向心力向心力就是核对它就是核对它的的库仑力库仑力。第第19页页/共共26页页1、在用、在用粒子轰击金箔的实验中，卢瑟福观察粒子轰击金箔的实验中，卢瑟福观察到的到的粒子的运动情况是（粒子的运动情况是（）A、全部、全部粒子穿过金属箔后仍按原来的方向粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进前进B、绝大多数、绝大多数粒子穿过金属箔后仍按原来的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，极少数甚至被方向前进，少数发生较大偏转，极少数甚至被弹回弹回C、少数、少数粒子穿过金属箔后仍按原来的方向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，甚至被弹回前进，绝大多数发生较大偏转，甚至被弹回D、全部、全部粒子都发生很大偏转粒子都发生很大偏转B【课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习】第第20页页/共共26页页2：卢瑟福：卢瑟福粒子散射实验的结果（粒子散射实验的结果（）A、证明了质子的存在、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、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、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、说明原子的电子只能在某些不连续的轨道上运动上运动C【课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习】第第21页页/共共26页页答案：答案：BC3 3、当、当粒子被重核散射时，如图所示的运动粒子被重核散射时，如图所示的运动轨迹哪些是不可能存在的？轨迹哪些是不可能存在的？【课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习】第第22页页/共共26页页4.卢瑟福对卢瑟福对粒子散射实验的解释是（粒子散射实验的解释是（）A.使使粒子产生偏转的力主要是原子中电子对粒子产生偏转的力主要是原子中电子对粒子的作用力；粒子的作用力；B.使使粒子产生偏转的力主要是库仑力；粒子产生偏转的力主要是库仑力；C.原子核很小，原子核很小，粒子接近它的机会很少，所粒子接近它的机会很少，所以绝大多数的以绝大多数的粒子仍沿原来的方向前进；粒子仍沿原来的方向前进；D.能产生大角度偏转的能产生大角度偏转的粒子是穿过原子时离粒子是穿过原子时离原子核近的原子核近的粒子。粒子。BCD【课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习】第第23页页/共共26页页5.在在粒子散射实验中，如果一个粒子散射实验中，如果一个粒子跟金箔粒子跟金箔中的电子相撞，则中的电子相撞，则()A.粒子的动能和动量几乎没有损失。粒子的动能和动量几乎没有损失。B.粒子将损失部分动能和动量。粒子将损失部分动能和动量。C.粒子不会发生显著的偏转。粒子不会发生显著的偏转。D.粒子将发生较大角度的偏转。粒子将发生较大角度的偏转。AC【课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习】第第24页页/共共26页页6、氢原子的核外电子质量为、氢原子的核外电子质量为m，电量为，电量为 e，在，在离核最近的轨道上运动，轨道半径为离核最近的轨道上运动，轨道半径为r，求：，求：1)电子运动的动能；电子运动的动能；2)电子绕核转动的频率；电子绕核转动的频率；3)电子绕核转动相当于环形电流的电流强度值电子绕核转动相当于环形电流的电流强度值.【课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习】第第25页页/共共26页页感谢您的观看。感谢您的观看。第第26页页/共共26页页