1、第2節原子的核式結構模型1知道湯姆孫的原子結構模型。2了解粒子散射實驗的原理、現象和結論，領會盧瑟福原子核式結構實驗的科學方法，培養抽象思維能力和想象能力。3知道盧瑟福的原子核式結構內容和意義。4知道原子和原子核大小的數量級以及原子核的電荷數和核外電子數的關系。5利用動力學觀點與方法分析粒子運動情形與軌跡，利用能量觀點分析庫侖力對粒子做功情況。一、湯姆孫的原子模型湯姆孫于1898年提出了一種原子模型，他認為原子是一個球體，正電荷彌漫性地均勻分布在整個球體內，電子鑲嵌在球中，該模型被稱為“西瓜模型”或“棗糕模型”，能夠解釋一些實驗現象，但后來被粒子散射實驗否定了。二、粒子散射實驗1粒子是從放射性

2、物質中發射出來的快速運動的粒子，帶兩個單位正電荷，質量為氫原子質量的4倍。2實驗結果(1)絕大多數粒子穿過金箔后，基本沿原方向前進。(2)少數粒子發生大角度偏轉，偏轉角度甚至大于90°。3盧瑟福通過粒子散射實驗，否定了湯姆孫的原子模型，建立了原子的核式結構模型。4核式結構模型：1911年由盧瑟福提出，在原子中心有一個很小的核，叫原子核，它集中了全部的正電荷和幾乎全部的質量，電子在核外空間運動。三、原子核的電荷與尺度1原子內的電荷關系：各種元素的原子核的電荷數與含有的電子數相等，非常接近于它們的原子序數。2原子核的組成：原子核是由質子和中子組成的，原子核的電荷數就等于原子核中的質子數。

3、3原子核的大小：實驗確定的原子核半徑r的數量級為1015_m，而原子的半徑的數量級是1010_m，因而原子內部十分“空曠”。判一判(1)湯姆孫的原子模型不能解釋粒子散射實驗中少數粒子發生大角度偏轉甚至反向彈回的現象。()(2)原子中心有一個很小的核，原子的全部正電荷和全部質量都集中在這個核里。()(3)粒子散射實驗是估算原子核半徑的最簡單的方法。()提示：(1)(2)×(3)想一想(1)在做粒子散射實驗時，粒子射入金箔后為什么不考慮粒子與電子的碰撞對粒子速度的影響？提示：電子質量遠小于粒子質量，對粒子的速度幾乎沒有影響。(2)在粒子散射實驗中，偏轉角大的粒子與偏轉角小的粒子相比，誰離

4、原子核更近一些？提示：偏轉角越大，說明粒子受力越大，離原子核越近。課堂任務粒子散射實驗1實驗過程：粒子從鉛盒射出，形成細射線打在金箔上，被散射的粒子打在熒光屏上產生閃光，用可轉動的顯微鏡從不同角度進行觀察。2現象(1)絕大多數的粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進；(2)少數粒子發生較大的偏轉；(3)極少數粒子偏轉角度超過90°，有的幾乎被“撞了回來”。如圖所示。3粒子散射實驗與湯姆孫的原子模型的沖突分析(1)由于電子質量遠小于粒子質量，所以電子不可能使粒子發生大角度偏轉。(2)使粒子發生大角度偏轉的只能是原子中帶正電的部分，按照湯姆孫原子模型，正電荷在原子內是均勻分布的，粒子穿過原子時

5、，它受到的兩側斥力大部分抵消，因而也不可能使粒子發生大角度偏轉，更不可能使粒子反向彈回，這與粒子的散射實驗相矛盾。(3)實驗現象表明原子絕大部分是空的，除非原子的幾乎全部質量和所有正電荷都集中在原子中心的一個很小的核上，否則，粒子大角度散射是不可能的。4實驗意義：否定了湯姆孫的原子結構模型，提出了原子核式結構模型，明確了原子核大小的數量級。例1如圖所示為盧瑟福粒子散射實驗裝置的示意圖，圖中的顯微鏡可在圓周軌道上轉動，通過顯微鏡前相連的熒光屏可觀察粒子在各個角度的散射情況。下列說法中正確的是()a在圖中的a、b兩位置分別進行觀察，相同時間內觀察到屏上的閃光次數一樣多b在圖中的b位置進行觀察，屏上

6、觀察不到任何閃光c盧瑟福選用不同金屬箔片作為粒子散射的靶，觀察到的實驗結果基本相似d粒子發生散射的主要原因是粒子撞擊到金箔原子后產生的反彈(1)粒子散射的實驗現象是什么？提示：絕大多數粒子沿原方向前進，少數粒子發生大角度偏轉，極少數粒子偏轉角度超過90°，有的幾乎被“撞了回來”。(2)粒子在穿過原子過程中受什么力？提示：主要受原子核的庫侖斥力。規范解答粒子散射實驗現象：絕大多數粒子沿原方向前進，少數粒子有大角度散射。所以a處觀察到的粒子多，b處觀察到的粒子少，所以a、b錯誤。粒子發生散射的主要原因是受到原子核庫侖斥力的作用，所以d錯誤，c正確。完美答案c粒子散射實驗題的解法要點(1)

7、熟記裝置及原理粒子散射實驗是一個非常重要的實驗，因此對實驗器材、現象、現象分析、結論都必須弄明白，才能順利解答有關問題。(2)理解建立核式結構模型的要點核外電子不會使粒子的速度發生明顯改變。湯姆孫模型不能解釋粒子的大角度散射。少數粒子發生了大角度偏轉，甚至反彈回來，表明這些粒子在原子中的某個地方受到了質量，質量很大、帶正電的物質的作用。絕大多數粒子在穿過厚厚的金原子層時運動方向沒有明顯變化，說明原子中絕大部分是空的。原子的絕大部分質量、帶正電的那部分物質集中在原子中體積很小的空間范圍。粒子散射實驗中，不考慮電子和粒子的碰撞影響，是因為()a粒子與電子根本無相互作用b粒子受電子作用的合力為零，是

8、因為電子是均勻分布的c粒子和電子碰撞損失能量極少，可忽略不計d電子很小，粒子碰撞不到電子答案c解析粒子與電子之間存在著相互作用力，這個作用力是庫侖引力，但由于電子質量很小，只有粒子質量的，碰撞時對粒子的運動影響極小，幾乎不改變運動方向，故正確答案為c。課堂任務原子的核式結構模型1發現原子核式結構模型的過程實驗和發現說明了什么電子的發現說明原子有復雜結構粒子散射實驗說明湯姆孫(棗糕式)原子模型不符合實際，盧瑟福重新建立原子的核式結構模型2原子的核式結構與原子的棗糕式結構的根本區別核式結構棗糕式結構原子內部是非常空曠的，全部正電荷及幾乎全部質量集中在一個很小的核里原子是充滿了正電荷的球體電子繞核高

9、速旋轉電子均勻嵌在原子球體內3原子的核式結構模型對粒子散射實驗結果的解釋(1)當粒子穿過原子時，如果離核較遠，受到原子核的斥力很小，粒子就像穿過“一片空地”一樣，無遮無擋，運動方向改變很小，因為原子核很小，所以絕大多數粒子不發生偏轉。(2)只有當粒子十分接近原子核穿過時，才受到很大的庫侖力作用，偏轉角才很大，而這種機會很少。(3)如果粒子正對著原子核射來，偏轉角幾乎達到180°，這種機會極少，如圖所示。4原子核式結構模型(1)在原子中心有一個很小的核，叫原子核。(2)原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在這個核里。(3)帶負電的電子在核外空間繞核旋轉。例2對盧瑟福的粒子散射實驗的結果

10、，下列認識正確的是()a實驗證明了質子的存在b實驗證明了原子核是由質子和中子組成的c實驗證明了原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在一個很小的核里d實驗說明了原子中的電子只能在某些軌道上運動(1)盧瑟福通過對粒子散射實驗現象的分析總結出了什么結論？提示：通過對粒子散射實驗分析建立了原子核式結構模型。(2)原子是由哪幾部分組成的？原子帶電嗎？提示：原子是由帶正電的原子核和帶負電的電子組成的，是呈電中性的，對外不顯電性。規范解答根據粒子散射實驗，盧瑟福提出了原子的核式結構模型：原子內部有一個很小的核，叫原子核，原子核內集中了原子全部正電荷和幾乎全部質量；電子在核外繞原子核運動，c正確。完美答案c原子結構模型構建需注意的問題(1)在粒子散射實驗中粒子的受力特點：粒子受到原子核的萬有引力和原子核的庫侖斥力作用，由于庫侖斥力遠大于萬有引力，在計算中只考慮受到的庫侖斥力作用。(2)原子核式結構模型中原子的幾乎全部質量都集中在原子核里，因為核外電子也有質量。(多選)在粒子散射實驗中，當粒子最接近金原子核時，關于粒子的有關物理量，下列描述正確的是()a粒子的動