原子的核式结构模型(ppt课件).ppt

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1、原子的核式结构模型原子的核式结构模型精品课件 电子是原子的组成电子是原子的组成部分，由于电子是带部分，由于电子是带负电的，而原子又是负电的，而原子又是中性的，因此推断出中性的，因此推断出原子中还有带正电的原子中还有带正电的物质，几乎占有原子物质，几乎占有原子的全部质量。的全部质量。m me e=9.109=9.1091010-31-31KgKg e=1.602 e=1.6021010-19-19C C 历史回顾历史回顾J.J.J.J.汤姆孙，汤姆孙，1857-19401857-1940，英国物，英国物理学家，电子的发现者。理学家，电子的发现者。因通过气体电传导性的研究，测因通过气体电传导性的研

2、究，测出电子的电荷与质量的比值，出电子的电荷与质量的比值，19061906年获诺贝尔物理学奖。年获诺贝尔物理学奖。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？精品课件电子正电荷原子是一个球体，里面充满了均原子是一个球体，里面充满了均匀分布的带正电的流体，电子镶匀分布的带正电的流体，电子镶嵌在正电荷液体中，就象枣点缀嵌在正电荷液体中，就象枣点缀在一块蛋糕里一样，所以又被人在一块蛋糕里一样，所以又被人们称为们称为“枣糕模型枣糕模型”。电子等间隔地排列在与正电球同电子等间隔地排列在与正电球同心的圆周上，并以一定的速度做心的圆周上，并以一定的速度做圆周运动从而发

3、出电磁辐射，原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子光谱所反映的就是这些电子的辐射频率。辐射频率。一一.汤姆孙的原子模型汤姆孙的原子模型精品课件 以汤姆孙为首的英国剑桥学派，在原子物理学上以汤姆孙为首的英国剑桥学派，在原子物理学上以汤姆孙为首的英国剑桥学派，在原子物理学上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所取得的这些惊人成就，使欧洲大陆上的物理学所取得的这些惊人成就，使欧洲大陆上的物理学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家都拜倒在他们的脚下。他的学生卢瑟福也接受家都拜倒在他们

4、的脚下。他的学生卢瑟福也接受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，了汤姆孙的原子模型，了汤姆孙的原子模型，了汤姆孙的原子模型，1909190919091909年卢瑟福建议其学生年卢瑟福建议其学生年卢瑟福建议其学生年卢瑟福建议其学生兼助手盖革和罗斯顿用兼助手盖革和罗斯顿用兼助手盖革和罗斯顿用兼助手盖革和罗斯顿用粒子轰击金箔去粒子轰击金箔去粒子轰击金箔去粒子轰击金箔去验证验证验证验证汤汤汤汤姆孙原子模型。姆孙原子模型。姆孙原子模型。姆孙原子模型。让我们来认识一下卢瑟福吧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成功的。解释原子是电中性的，电子在原子

5、里是怎样分布的，解释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。厘米。精品课件18951895年在新西兰大学毕业后，获得英国剑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。模型，为原子结构的研究做出很大的贡献。18981898年，在汤姆孙的推荐下，担任加拿大年，在汤姆孙的推荐下，担任加拿大麦吉尔大学的物理教授。麦吉尔大

6、学的物理教授。19071907年返回英国出任曼彻斯特大学的物理年返回英国出任曼彻斯特大学的物理系主任。系主任。19191919年接替退休的汤姆孙，担任卡文迪许年接替退休的汤姆孙，担任卡文迪许实验室主任。实验室主任。19251925年当选为英国皇家学会主席。年当选为英国皇家学会主席。19311931年年受封为纳尔逊男爵。受封为纳尔逊男爵。19371937年年1010月月1919日因病在剑桥逝世，与牛顿日因病在剑桥逝世，与牛顿和法拉第并排安葬，享年和法拉第并排安葬，享年6666岁。岁。欧内斯特欧内斯特卢瑟福卢瑟福18711871年年8 8月月3030日生于新西兰日生于新西兰纳尔逊的一个手工业工人纳

7、尔逊的一个手工业工人家庭。并在新西兰长大。家庭。并在新西兰长大。他进入新西兰的坎特伯雷他进入新西兰的坎特伯雷学院学习。学院学习。2323岁时获得了三个学位岁时获得了三个学位（文学学士、文学硕士、（文学学士、文学硕士、理学学士）。理学学士）。精品课件科学成就科学成就1 1、他关于、他关于放射性的研究放射性的研究确立了放确立了放射性是发自原子内部的变化。为开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。辟原子物理学做了开创性的工作。2 2、19091909年起，卢瑟福根据年起，卢瑟福根据a a粒子散粒子散射试验现象提出原子核式结构模型。射试验现象提出原子核式结构模型。把原子结构的研究

8、引上了正确的轨把原子结构的研究引上了正确的轨道，被誉为道，被誉为原子物理学之父原子物理学之父。3 3、19191919年，卢瑟福做了用年，卢瑟福做了用粒子轰击氮核的实验，从而粒子轰击氮核的实验，从而发现了发现了质子。质子。4 4、用粒子或、用粒子或射线轰击原子射线轰击原子核来引起核反应核来引起核反应实现人工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成为人们研究原子核和应用核技术的重要手段。的重要手段。精品课件桃李满天下桃李满天下 在卢瑟福的悉心培养下，他的学生和助手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：有多人获得了诺贝尔奖金：19211921年，卢瑟福的助手索迪

9、获诺贝尔化年，卢瑟福的助手索迪获诺贝尔化学奖；学奖；19221922年，卢瑟福的学生阿斯顿获诺贝尔年，卢瑟福的学生阿斯顿获诺贝尔化学奖；化学奖；1922 1922年，卢瑟福的学生玻尔获诺贝尔物年，卢瑟福的学生玻尔获诺贝尔物理奖；理奖；19271927年，卢瑟福的助手威尔逊获诺贝尔年，卢瑟福的助手威尔逊获诺贝尔物理奖；物理奖；19351935年，卢瑟福的学生查德威克获诺贝年，卢瑟福的学生查德威克获诺贝尔物理奖；尔物理奖；19481948年，卢瑟福的助手布莱克特获诺贝年，卢瑟福的助手布莱克特获诺贝尔物理奖；尔物理奖；19511951年，卢瑟福的学生科克拉夫特和瓦年，卢瑟福的学生科克拉夫特和瓦耳顿，

10、共同耳顿，共同 获得诺贝尔物理奖；获得诺贝尔物理奖；19781978年，卢瑟福的学生卡皮茨获诺贝尔年，卢瑟福的学生卡皮茨获诺贝尔物理奖。物理奖。精品课件二二.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（PoPoPoPo）放出）放出）放出）放出粒子，粒子，粒子，粒子，粒子粒子粒子粒子 是氦核，带是氦核，带是氦核，带是氦核，带2e2e2e2e正电正电正电正电荷，质量是氢原子荷，质量是氢原子荷，质量是氢原子荷，质量是氢原子的的的的4 4 4 4倍，具有较大的倍，具有较大的倍，具有较大的倍，具有较大的动能。动能。动能。

11、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,1m,1m,重叠了重叠了重叠了重叠了3000300030003000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粒子粒子粒子打在上面发出闪光。打在上面发出闪光。打在上面发出闪光。打在上面发出闪光。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360360360360转动观察不转动观察不转动观察不转动观察不同角度同角度同角度同角度粒子的到粒子的到粒子的到粒子的到达情况达情况达情况达情况

12、。精品课件思考：如果原子的结构确实如汤姆生所假设的葡萄干思考：如果原子的结构确实如汤姆生所假设的葡萄干布丁模型，用布丁模型，用粒子轰击原子应得到怎样的结果？粒子轰击原子应得到怎样的结果？粒子轰击原子应得到怎样的结果？粒子轰击原子应得到怎样的结果？根据汤姆生模型计算的根据汤姆生模型计算的结果：电子质量很小，结果：电子质量很小，对对 粒子的运动方向粒子的运动方向不会发生明显影响；由不会发生明显影响；由于正电荷均匀分布，于正电荷均匀分布，粒子所受库仑力也很小，粒子所受库仑力也很小，故故 粒子偏转角度不粒子偏转角度不会很大会很大精品课件精品课件精品课件精品课件精品课件精品课件二二.粒子散射实粒子散射实

13、验验2.2.实验现象实验现象绝大多数绝大多数粒子穿过粒子穿过金箔后仍沿原来方向金箔后仍沿原来方向前进，前进，少数少数粒子（约占粒子（约占80008000分之一）发生了分之一）发生了较大的偏转，较大的偏转，极少数极少数粒子的偏转粒子的偏转超过了超过了9090，有的甚，有的甚至几乎被撞了回来。至几乎被撞了回来。精品课件二二.粒子散射实验粒子散射实验卢瑟福卢瑟福根据他的导师汤姆生模型计算的结果：根据他的导师汤姆生模型计算的结果：电子质量很小，对电子质量很小，对电子质量很小，对电子质量很小，对粒子的运动方向不会发生明显影响；粒子的运动方向不会发生明显影响；粒子的运动方向不会发生明显影响；粒子的运动方向

14、不会发生明显影响；由于正电荷均匀分布，由于正电荷均匀分布，由于正电荷均匀分布，由于正电荷均匀分布，粒子所受库仑力也很小，散射角粒子所受库仑力也很小，散射角粒子所受库仑力也很小，散射角粒子所受库仑力也很小，散射角不超过零点几度，发生大角度偏转的几率几乎是零不超过零点几度，发生大角度偏转的几率几乎是零不超过零点几度，发生大角度偏转的几率几乎是零不超过零点几度，发生大角度偏转的几率几乎是零实验结果与之前预测完全不一致，所实验结果与之前预测完全不一致，所以原子结构模型必须重新构思以原子结构模型必须重新构思!实验结果却是有八千分之一的粒子发生了大实验结果却是有八千分之一的粒子发生了大角度偏转角度偏转！3

15、.3.实验分析实验分析精品课件卢瑟福思考卢瑟福思考 1 1微米厚的金箔内含微米厚的金箔内含30003000层原子层原子层，绝大多数层，绝大多数粒子穿过金箔粒子穿过金箔仍沿原方向前进说明什么？仍沿原方向前进说明什么？少数少数粒子的大角度偏转甚至粒子的大角度偏转甚至反弹是怎么造成的？反弹是怎么造成的？精品课件1.1.在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核2.2.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在原原子核里子核里3.3.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

16、构的提出 1.1.原子的核式结构模型原子的核式结构模型精品课件 粒粒子子穿穿过过原原子子时时，电电子子对对粒粒子子运运动动的的影影响响很很小小，影影响响粒粒子子运运动动的的主主要要是带正电的原子核。是带正电的原子核。而而绝绝大大多多数数的的粒粒子子穿穿过过原原子子时时离离核核较较远远，受受到到的的库库仑仑斥斥力力很很小小，运运动动方方向向几几乎乎没没有有改改变变，只只有有极极少少数数粒粒子子可可能能与与核核十十分分接接近近，受受到到较较大大的的库库仑仑斥斥力力，才才会会发发生生大大角角度度的的偏偏转转。三三.原子的核式结构的提出原子的核式结构的提出 2.2.对对粒子散射实验现象粒子散射实验现象

17、解释解释精品课件原子核的组成原子核的组成 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电荷数精品课件根据卢瑟福的原子核式模型和根据卢瑟福的原子核式模型和粒子散射的粒子散射的实验数据，可以推算出各种元素原子核的实验数据，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。电荷数，还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、原子核半径约是是1010-15-15m m，原子核的体积只占原子的体积，原子核的体积只占原子的体积的万亿

18、分之一。的万亿分之一。（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。四四.原子核的电荷与尺度原子核的电荷与尺度精品课件 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“空旷空旷”的，举一个简单的例子的，举一个简单的例子：露珠和体育场露珠和体育场体育场体育场原子原子原子核原子核四四.原子核的电荷与尺度原子核的电荷与尺度精品课件 成功解释了成功解释了 粒子散射实验粒子散射实验,为人为人类认识原子结构增添了光辉的一页。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

19、问题；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【卢瑟福有核原子模型的优越性】精品课件 【但是】【但是】人们很快意识到卢瑟夫的人们很快意识到卢瑟夫的有核模型同有核模型同经典力学有很大的矛盾经典力学有很大的矛盾:(1)(1)按照经典力学，核外电子绕核运转，应辐射按照经典力学，核外电子绕核运转，应辐射电磁波，因此电子会丧失能量逐渐落向原子核，因电磁波，因此电子会丧失能量逐渐落向原子核，因此此原子不稳定原子不稳定。(2)(2)按经典力学，电子绕核运转，应辐射连续按经典力学，电子绕核运转，应辐射连续的电磁波，因此的电磁波，因此 原子光谱是连续的。原子光谱是连续的。这些矛盾导致了玻尔原子模

20、型的提出。这些矛盾导致了玻尔原子模型的提出。实际上原子很稳定实际上原子很稳定 实际上原子光谱是线状的（不连续）实际上原子光谱是线状的（不连续）精品课件玻尔原子模型：已踏在量子力学的门坎玻尔原子模型：已踏在量子力学的门坎 1913 1913 年年,玻尔对核外电子大胆地提出了具有历史意玻尔对核外电子大胆地提出了具有历史意义的三点假设义的三点假设:(1)(1)电子绕核圆周运动，但不辐射电磁波。电子绕核圆周运动，但不辐射电磁波。(2)(2)电子只在一些特定的轨道上运动。电子只在一些特定的轨道上运动。(3)(3)只有当电子从一个稳定轨道跃迁到另只有当电子从一个稳定轨道跃迁到另一个稳定轨道上时，才释放或吸

21、收光子一个稳定轨道上时，才释放或吸收光子。获获1922 1922 年年诺贝尔物理学奖诺贝尔物理学奖对原子结构、原子辐射的研究对原子结构、原子辐射的研究精品课件 但是，但是，玻尔理论毕竟只是玻尔理论毕竟只是经典力学经典力学与与量子物理量子物理的混合物，其理论本身存在的混合物，其理论本身存在固有的内在矛盾固有的内在矛盾，这种矛，这种矛盾在日新月异的实验物理和理论物理中暴露无遗，盾在日新月异的实验物理和理论物理中暴露无遗，终于在十几年之后让位于新的量子论终于在十几年之后让位于新的量子论量子力学量子力学。19141914年，年，佛兰克和赫兹用实验测定了电子从佛兰克和赫兹用实验测定了电子从原子中电离出来

22、所需的能量，从而直截了当地证实原子中电离出来所需的能量，从而直截了当地证实了玻尔的基本设想。了玻尔的基本设想。精品课件1 1.粒子散射实验装置、现象、意义粒子散射实验装置、现象、意义 2 2卢瑟福原子核式结构模型卢瑟福原子核式结构模型 3 3原子核与原子大小的数量级原子核与原子大小的数量级课堂小结课堂小结你掌握了吗？你掌握了吗？精品课件课堂练习：课堂练习：1 1、提出原子核式结构模型的科学家是（、提出原子核式结构模型的科学家是（）A A、汤姆孙、汤姆孙 B B、法拉第、法拉第 C C、卢瑟福、卢瑟福 D D、奥斯特、奥斯特 C C精品课件2.2.在用在用粒子轰击金箔的实验中，卢瑟福观察到的粒子

23、轰击金箔的实验中，卢瑟福观察到的粒子的运动情况是（粒子的运动情况是（）A 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 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，极少数甚至被弹方向前进，少数发生较大偏转，极少数甚至被弹回回 C 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 D、全部、全部粒子都发生很大偏转粒子都发生很大偏转B B精品课件3 3、卢瑟福、卢瑟福粒子散射实验的结果（粒子散射

24、实验的结果（）A A、证明了质子的存在、证明了质子的存在B 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 C、说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中、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在一个很小的核上D D、说明原子的电子只能在某些不连续的轨道上运、说明原子的电子只能在某些不连续的轨道上运动动C C精品课件4 4、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（）BCBC精品课件5 5在在粒子散射实验中，没有考虑粒子散射实验中，没有考虑粒子跟电粒子跟电子的碰撞，其原因是（子

25、的碰撞，其原因是（）A A粒子不跟电子发生相互作用粒子不跟电子发生相互作用B B粒子跟电子相碰时，损失的能量极少，可粒子跟电子相碰时，损失的能量极少，可忽略忽略C C电子的体积很小，电子的体积很小，粒子不会跟电子相碰粒子不会跟电子相碰D D由于电子是均匀分布的，由于电子是均匀分布的，粒子所受电子作粒子所受电子作用的合力为零用的合力为零B B 精品课件6 6、卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有（、卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有（）A A、原子的中心有个核，叫做原子核、原子的中心有个核，叫做原子核 B B、原子的正负电荷都均匀分布在整个原子中、原子的正负电荷都均匀分布在整个原子中 C C、原子

26、的全部正电荷和几乎全部质量都集中、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里在原子核里 D D、带负电的电子在核外绕核旋转、带负电的电子在核外绕核旋转ACDACD精品课件 7 7、（、（9797全国）在卢瑟福的全国）在卢瑟福的 粒子散射实验中，粒子散射实验中，有少数有少数 粒子发生大角度偏转，其原因是（粒子发生大角度偏转，其原因是（）A A、原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很、原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上小的核上 B B、正电荷在原子中是均匀分布的、正电荷在原子中是均匀分布的 C C、原子中存在着带负电的电子、原子中存在着带负电的电子 D D、原子只能处于一系列不连续的能量状态中、原子只能处于一系列不连续的能量状态中精品课件