高中物理第三章原子结构之谜3.2原子的结构课件粤教版.ppt

第二节 原子的结构,目标导航,预习导引,目标导航,预习导引,二,一,一、α粒子散射实验 1.实验方法:用α放射源放射的α粒子束轰击金箔,利用荧光屏接收,探测通过金箔后的α粒子分布情况. 2.实验结果:绝大多数α粒子穿过金箔后,仍沿原来的方向前进,但少数α粒子发生了较大的偏转,并且有极少数α粒子的偏转超过了90°,有的甚至几乎达到180°.,,,,,,目标导航,预习导引,二,一,如何用原子的核式结构模型对α粒子散射实验结果进行解释?,答案:(1)当α粒子穿过原子时,如果离核较远,受到原子核的斥力很小,α粒子就像穿过“一片空地”一样,无遮无挡,运动方向改变很小,因为原子核很小,所以绝大多数α粒子不发生偏转. (2)只有当α粒子十分接近原子核穿过时,才受到很大的库仑力,偏转角才很大,而这种机会很少. (3)如果α粒子正对着原子核射来,偏转角几乎达到180°,这种机会极少,如图所示.,目标导航,二,一,预习导引,二、原子的核式结构的提出 1.汤姆生的原子结构模型——葡萄干布丁模型. 2.原子的核式结构的提出 (1)卢瑟福的原子核式结构模型 原子的中心有一个带正电的原子核,它几乎集中了原子的全部质量,而电子则在核外空间绕核旋转. (2)核式结构模型能够解释α粒子散射实验. 3.原子核的大小 原子核的半径约为10-15~10-14 m,原子半径大约是10-10 m.,,,,,,,一,一、α粒子散射实验 1.装置:放射源、金箔、荧光屏等,如图所示.,2.现象:(1)绝大多数的α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进. (2)少数α粒子发生较大的偏转. (3)极少数α粒子偏转角度超过90°,有的几乎达到180°. 3.实验的注意事项: (1)整个实验过程在真空中进行. (2)α粒子是氦原子核,体积很小,金箔需要做得很薄,α粒子才能穿过.,迁移应用,典题例解,知识精要,思考探究,二,一,知识精要,迁移应用,思考探究,典题例解,在α粒子散射实验中为什么选用金箔?,答案:(1)金的延展性好,容易做成很薄很薄,实验用的金箔厚度大约是10-7 m;(2)金原子带的正电荷多,与α粒子间的库仑力大;(3)金原子质量大约是α粒子质量的50倍,因而惯性大,α粒子的运动状态容易改变,金原子的运动状态不容易改变.,二,一,知识精要,迁移应用,典题例解,思考探究,【例1】 (2015安徽理综)图示是α粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹,M、N、P、Q是轨迹上的四点,在散射过程中可以认为重金属原子核静止不动.图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是( ),A.M点 B.N点 C.P点 D.Q点,解析:α粒子在某点时的加速度方向,应沿该点和重金属原子核所在位置的连线,且指向轨迹的内侧,选项C正确. 答案:C,二,迁移应用,典题例解,知识精要,思考探究,一,二,(多选)在α粒子散射实验中,我们并没有考虑α粒子跟电子碰撞,这是因为( ) A.电子体积非常小,以至于α粒子碰不到它 B.α粒子跟电子碰撞时,损失的能量很小,可以忽略 C.α粒子跟各个电子碰撞的效果相互抵消 D.电子在核外均匀分布,所以α粒子受电子作用的合外力为零,答案:BD 解析:α粒子与电子相碰就如同飞行的子弹与灰尘相碰,α粒子几乎不损失能量,且电子在核外均匀分布,对α粒子的库仑引力的合力几乎为零,不会改变α粒子的运动轨迹.,迁移应用,典题例解,知识精要,一,二,二、原子的核式结构模型 1.原子的核式结构与原子的枣糕模型的根本区别,2.原子核的尺度 α粒子散射的实验数据,可以估计原子核的半径数量级为10-15 m,不同元素原子核的半径略有不同.原子半径约为10-10 m,原子核半径只相当于原子半径的十万分之一.可见,原子很小,原子核更小.,迁移应用,典题例解,知识精要,一,3.原子的核式结构模型对α粒子散射实验的解释 按卢瑟福的原子结构模型(核式结构),当α粒子穿过原子时,如果离核较远,受到原子核的斥力很小,α粒子就像穿过“一片空地”一样,无遮无挡,运动方向改变极少,由于原子核很小,这种机会就很多,所以绝大多数α粒子不发生偏转;只有当α粒子十分接近原子核穿过时,才受到很大的库仑斥力,偏转角才很大,而这种机会很少;如果α粒子几乎正对着原子核射来,偏转角就几乎达到180°,这种机会极少.如图所示.,二,知识精要,迁移应用,典题例解,一,,思路分析:α粒子与原子核间的作用力主要是库仑力,故由动能定理可知,当速度为零时,α粒子距核最近.,,二,一,迁移应用,典题例解,知识精要,卢瑟福通过α粒子散射实验,判断出原子的中心有一个很小的核,并由此提出了原子的核式结构模型.如图所示的平面示意图中,①、③两条线表示某两个α粒子运动的轨迹,则沿轨迹②射向原子核的α粒子经过原子核后可能的运动轨迹为( ),A.轨迹a B.轨迹b C.轨迹c D.轨迹d,答案:A 解析:轨迹c无偏转显然错误;偏转后轨迹应为曲线,轨迹b错误;α粒子受原子核的斥力作用,轨迹d偏转方向错误,因此只有A正确.,二,知识链接,案例探究,类题试解,1.解题依据和方法一 解答与本节知识有关的试题,必须以三个实验的现象和从三个实验中发现的事实为基础,应明确以下几点: (1)汤姆生发现了电子,说明原子是可分的,电子是原子的组成部分. (2)卢瑟福“α粒子散射实验”现象说明:原子中绝大部分是空的,原子的绝大部分质量和全部正电荷都集中在一个很小的核上. (3)卢瑟福用α粒子轰击原子核实验,发现了质子. 2.解题依据和方法二 根据原子的核式结构,结合前面所掌握的动能、电势能、库仑定律及能量守恒定律等知识,是综合分析解决有α粒子靠近原子核过程中,有关功、能的变化,加速度、速度的变化所必备的基础知识和应掌握的方法.,知识链接,案例探究,类题试解,3.解题依据和方法三 明确原子核中核电荷数、质子数、核外电子数以及元素的原子序数四种数的数值相等,以及原子的质量数与核子数相等,并等于质子数与中子数的和.它是分析解决实际问题的依据.,案例探究,类题试解,(多选)如图,α粒子散射实验中α粒子穿过某一金原子核附近时的示意图,A、B、C三点分别位于两个等势面上,则以上说法正确的是( ) A.α粒子在A处的速度比在B处的速度小 B.α粒子在B处的速度最大 C.α粒子在A、C处的速度大小相等 D.α粒子在B处的速度比在C处的速度小,知识链接,案例探究,知识链接,类题试解,解析:由能量守恒定律可知,对于A、B、C三点,A、C位于原子核形成的同一等势面上,电势能相同,故动能也相同,则A、C两点速率相同,故C正确;由A到B,α粒子克服库仑力做功,动能减小,电势能增大,故B点速度最小,D正确,A、B错误. 答案:CD,类题试解,案例探究,知识链接,如图,α粒子散射实验装置的示意图,荧光屏和显微镜在图中的A、B、C、D四个位置时,关于观察到的现象,下述说法不正确的是( ),A.相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多 B.相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时少得多 C.放在C、D位置时屏上观察不到闪光 D.放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光,但次数极少,类题试解,案例探究,知识链接,解析:根据α粒子散射实验的现象,绝大多数α粒子穿过金箔后,基本上沿原方向前进,因此在A位置观察到的闪光次数最多,故A正确;少数α粒子发生大角度偏转,因此从A到D观察到的闪光次数会逐渐减少,因此B、D正确,C错误. 答案:C,。