【高中物理】原子的核式结构模型 课件 高二 物理人教版（2019）选择性必修第三册.pptx

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1、原子的核式结构模型 近代近代原子论：原子论：1919世纪初世纪初，英国科学家，英国科学家道尔顿道尔顿提出近代原子学说，提出近代原子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心他认为原子是微小的不可分割的实心球体，物质球体，物质由原子由原子组成，原子组成，原子不不能被创造能被创造,也不能被也不能被毁灭，在毁灭，在化学变化化学变化中中原子原子不可分割，不可分割，他们他们的的性质性质在在化学反应中保持化学反应中保持不变不变。这。这一理论不仅为化学，也为物理学带来深远的一理论不仅为化学，也为物理学带来深远的影响。影响。古希腊古希腊原子论：原子论：公元前公元前5 5世纪世纪，希腊哲学家，希腊哲学家德谟克利特德

2、谟克利特等人等人认为：认为：万物是由大量的、无限小的、不可分割的微粒构成的，即原子。万物是由大量的、无限小的、不可分割的微粒构成的，即原子。早早在在18581858年年，德国物理学家普吕克尔就发现了气体导电时的辉，德国物理学家普吕克尔就发现了气体导电时的辉光放电现象。光放电现象。18761876年年，德国物理学家戈德斯坦认为管壁上的荧光是由于玻璃，德国物理学家戈德斯坦认为管壁上的荧光是由于玻璃受到的受到的阴极发出阴极发出的某种射线的撞击而引起的，并把这种未知射线称的某种射线的撞击而引起的，并把这种未知射线称之为之为阴极射线阴极射线。一、电子的发现一、电子的发现 那么，阴极射线的本质是什么？电子

3、的发现经历了怎样的曲折过程？代表代表人物：赫兹。人物：赫兹。认为认为这种射线的本质是这种射线的本质是一种一种电磁波电磁波的传播过程。的传播过程。电磁波说电磁波说 代表代表人物：汤姆人物：汤姆孙孙。认为认为这种射线的本质这种射线的本质是一种是一种高速粒子流高速粒子流。粒子说粒子说PK一、电子的发现一、电子的发现 实验实验装置：装置：气体放电管气体放电管 由由阴极阴极C C发出的带电粒子通过小孔发出的带电粒子通过小孔ABAB形成一束形成一束细细的阴极射线细细的阴极射线，它穿过两片，它穿过两片平平行的金属板行的金属板D D1 1D D2 2之间的空间，到达右端带有标尺的荧光屏上之间的空间，到达右端带

4、有标尺的荧光屏上P P1 1点点。汤姆汤姆孙的孙的实验实验一、电子的发现一、电子的发现思考：思考：1.1.实验实验目的是什么？目的是什么？2.2.判断判断阴极射线是否是带电粒子流的基本方法是什么？阴极射线是否是带电粒子流的基本方法是什么？3.3.测测阴极射线比荷的基本思路是怎样的？阴极射线比荷的基本思路是怎样的？4.4.哪些哪些量可以当做已知量处理？量可以当做已知量处理？一、电子的发现一、电子的发现 1.1.实验实验目的：目的：（1 1）判断阴极射线是否）判断阴极射线是否带电。带电。（2 2）如果阴极射线带电，则测出其比荷。）如果阴极射线带电，则测出其比荷。2.2.判断阴极射线是否是带电粒子流

5、的基本方法是什么？判断阴极射线是否是带电粒子流的基本方法是什么？让让带电粒子通过带电粒子通过电场电场或或磁场磁场，观察它，观察它是否偏转是否偏转。如果偏转如果偏转则则带电带电，否则不带电否则不带电。一、电子的发现一、电子的发现 3.3.测阴极射线比荷的基本思路是怎样的测阴极射线比荷的基本思路是怎样的？4.4.哪些量可以当做已知量处理哪些量可以当做已知量处理？场强场强E E，磁感应强度，磁感应强度B B，圆周运动的半径，圆周运动的半径r r （1 1）先加电场）先加电场使阴极射线使阴极射线偏转偏转 （2 2）再加磁场）再加磁场，调整电场磁场的强度，使阴极射线，调整电场磁场的强度，使阴极射线不偏转

6、不偏转 （3 3）每个阴极射线微粒受到的每个阴极射线微粒受到的库仑力等于洛伦兹力库仑力等于洛伦兹力，求出阴极射线的，求出阴极射线的速度速度 （4 4）只保留磁场）只保留磁场，阴极射线只，阴极射线只受洛伦兹力受洛伦兹力，做匀速圆周运动，再求，做匀速圆周运动，再求比荷比荷一、电子的发现一、电子的发现 施加施加电场电场E E之后，射线发生偏转并射到屏上之后，射线发生偏转并射到屏上P P2 2处。由此可以推断阴极处。由此可以推断阴极射线带有什么性质的电荷？怎么判断的？射线带有什么性质的电荷？怎么判断的？带带负负电，因为场强电，因为场强E E的方向的方向竖直竖直向上向上，而，而射线射线向下偏向下偏，说明

7、电场力，说明电场力F F的方向的方向竖直向下竖直向下，所以射线带负电。，所以射线带负电。一、电子的发现一、电子的发现 再再加磁场抵消阴极射线的偏转，使它从加磁场抵消阴极射线的偏转，使它从P P2 2点点回到回到P P1 1，需要在两块，需要在两块金金属属板之间的区域再施加一个大小、方向合适的磁场。板之间的区域再施加一个大小、方向合适的磁场。这个磁场的方向是？根据什么判断？这个磁场的方向是？根据什么判断？垂直垂直于黑板面向外于黑板面向外，用，用左手定则左手定则判断。判断。一、电子的发现一、电子的发现 设设粒子质量为粒子质量为m m，带电荷为，带电荷为e e，受到，受到磁场力和电场力的作用，如果不

8、磁场力和电场力的作用，如果不发生偏转，则受力平衡：发生偏转，则受力平衡：电场力：电场力：磁场力：磁场力：电=电=磁磁=.一、电子的发现一、电子的发现 去掉去掉D D1 1、D D2 2间的电场间的电场E E，只保留磁场，只保留磁场B B，阴极射线在有磁场的区域将，阴极射线在有磁场的区域将会形成一个半径为会形成一个半径为r r的的圆弧（圆弧（r r可以通过可以通过P P3 3的位置算出的位置算出）。）。r31阴极射线阴极射线是带是带负负电的粒子电的粒子流流。还还可可求出这种粒子的求出这种粒子的比荷比荷。一、电子的发现一、电子的发现 汤汤姆孙还发现用姆孙还发现用不同材料不同材料的的阴极阴极做实验，

9、比荷数值都相同做实验，比荷数值都相同。说明说明：不同物质不同物质都都能能发射这种带电粒子，它是发射这种带电粒子，它是构成各种物质的共构成各种物质的共有有成分。成分。汤汤姆孙还由实验测得的姆孙还由实验测得的阴极射线的阴极射线的比荷比荷是是氢离子的氢离子的比荷比荷近近20002000倍倍。后来，汤姆孙直接测到了后来，汤姆孙直接测到了阴极射线粒子阴极射线粒子的的电荷量电荷量，尽管当时测量很不准，尽管当时测量很不准确，但足以证明这种粒子的确，但足以证明这种粒子的电荷量电荷量与与氢离子大致相同氢离子大致相同，质量质量比比氢离子小氢离子小得多得多。一、电子的发现一、电子的发现阴极射线阴极射线的本质的本质

10、1.1.阴极射线阴极射线的的本质本质是是电子电子。2.2.电子电子是是原子原子的的组成部分组成部分，是比原子是比原子更基本的物质单元。更基本的物质单元。3.3.电子电子的的电荷量电荷量与与氢离子氢离子的电荷量的电荷量相同。相同。一、电子的发现一、电子的发现正离子的轰击正离子的轰击紫外线照射紫外线照射放射性物质放射性物质阴极射线阴极射线光电流光电流射线射线电子电子金属受热金属受热热离子流热离子流发现电子以后，汤姆孙进一步研究又发现了许多新现象：我我看到的是：看到的是：1.1.它它在电场中不在电场中不偏转，因此偏转，因此不带电不带电2.2.它它能穿透薄铝能穿透薄铝片，粒子片，粒子是是做不到做不到的

11、，但的，但波波可以！可以！电磁波说电磁波说 赫兹赫兹我我用实验证明了用实验证明了:1.1.带带负电，且电荷量与质子相同负电，且电荷量与质子相同2.2.速度速度远小于电磁波传播速度远小于电磁波传播速度3.3.质量质量是最轻的原子是最轻的原子 1/2000 1/2000 左右左右粒子说粒子说汤姆孙汤姆孙WIN一、电子的发现一、电子的发现一、电子的发现一、电子的发现 第一次较为精确测量出电子电荷量的是美国物理学家密立根利用油滴实验测量出来的。密立根油滴实验密立根油滴实验一、电子的发现一、电子的发现 第一次较为精确测量出电子电荷量的是美国物理学家密立根利用油滴实验测量出来的。密立根油滴实验密立根油滴实

12、验 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。思考思考：这：这两种物质是怎样构成原子的呢？两种物质是怎样构成原子的呢？二二、原子的核式结构模型、原子的核式结构模型 1.1.汤姆孙的汤姆孙的原子模型原子模型 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。正电荷正电荷电子电子二二、原子的核式结构模型、原子的核式

13、结构模型二二、原子的核式结构模型、原子的核式结构模型二二、原子的核式结构模型、原子的核式结构模型实验结果与之前预测完全不实验结果与之前预测完全不一致！一致！原子结构原子结构模型必须重新模型必须重新构思！构思！2.2.原子的核式结构模型原子的核式结构模型 1.在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核原子核。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.带负电的电子电子在核外空间绕着核绕着核旋转旋转。二二、原子的核式结构模型、原子的核式结构模型 2.2.原子的核式结构模型原子的核式结构模型二二、原子的核式结构模型、原子的核式结构模型 2.2.原子的核式结构模型原子的核式结构模型 1919年

14、，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。二二、原子的核式结构模型、原子的核式结构模型质子质子中子中子核子核子质子数质子数电荷数电荷数三三、原子核的电荷与尺度、原子核的电荷与尺度三三、原子核的电荷与尺度、原子核的电荷与尺度体育场原子露珠原子核1电子的发现说明（）A原子是由原子核和电子组成的B物质是带电的且一定带负电C原子可进行再分D原子核可再分C2关于阴极射线，下列说法正确的是（）A阴极射线就是稀薄气体导电的辉光放电现象B阴极射线是在真空管内由阴极发出的电子流C阴极射线是某一频率的电磁波D阴极射线可以直线传播，也可被

15、电场、磁场偏转BD3一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方，放一通电直导线 AB 时，发现射线径迹向下偏，则（）A导线中的电流由A流向BB导线中的电流由B流向AC若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改变AB中的电流方向来实现D电子束的径迹与AB中的电流方向无关BC4有一电子（电荷量为e）经电压为U0的电场加速后，进入两块间距为d，电压为U的平行金属板间，若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，求：（1）金属板AB的长度；（2）电子穿出电场时的动能。+ABU00+5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 C6在用粒子轰击金箔的实验中，卢瑟福

16、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，甚至被弹回D全部粒子都发生很大偏转B7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C8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。B9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ACD10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