原子的核式結(jié)構(gòu)模型 近代原子論：19世紀(jì)初，英國(guó)科學(xué)家道爾頓提出近代原子學(xué)說，他認(rèn)為原子是微小的不可分割的實(shí)心球體，物質(zhì)由原子組成，原子不能被創(chuàng)造,也不能被毀滅，在化學(xué)變化中原子不可分割，他們的性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中保持不變。這一理論不僅為化學(xué)，也為物理學(xué)帶來深遠(yuǎn)的影響。古希臘原子論：公元前5世紀(jì)，希臘哲學(xué)家德謨克利特等人認(rèn)為：萬物是由大量的、無限小的、不可分割的微粒構(gòu)成的，即原子。 早在1858年，德國(guó)物理學(xué)家普呂克爾就發(fā)現(xiàn)了氣體導(dǎo)電時(shí)的輝光放電現(xiàn)象。1876年，德國(guó)物理學(xué)家戈德斯坦認(rèn)為管壁上的熒光是由于玻璃受到的陰極發(fā)出的某種射線的撞擊而引起的，并把這種未知射線稱之為陰極射線。 一、電子的發(fā)現(xiàn)那么，陰極射線的本質(zhì)是什么？電子的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了怎樣的曲折過程？代表人物：赫茲。認(rèn)為這種射線的本質(zhì)是一種電磁波的傳播過程。電磁波說代表人物：湯姆孫。認(rèn)為這種射線的本質(zhì)是一種高速粒子流。粒子說PK 一、電子的發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)裝置：氣體放電管由陰極C發(fā)出的帶電粒子通過小孔AB形成一束細(xì)細(xì)的陰極射線，它穿過兩片平行的金屬板D1D2之間的空間，到達(dá)右端帶有標(biāo)尺的熒光屏上P1點(diǎn)。湯姆孫的實(shí)驗(yàn) 一、電子的發(fā)現(xiàn)思考：1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘裁矗?.判斷陰極射線是否是帶電粒子流的基本方法是什么？3.測(cè)陰極射線比荷的基本思路是怎樣的？4.哪些量可以當(dāng)做已知量處理？ 一、電子的發(fā)現(xiàn)1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）判斷陰極射線是否帶電。（2）如果陰極射線帶電，則測(cè)出其比荷。2.判斷陰極射線是否是帶電粒子流的基本方法是什么？讓帶電粒子通過電場(chǎng)或磁場(chǎng)，觀察它是否偏轉(zhuǎn)。如果偏轉(zhuǎn)則帶電，否則不帶電。 一、電子的發(fā)現(xiàn)3.測(cè)陰極射線比荷的基本思路是怎樣的？4.哪些量可以當(dāng)做已知量處理？場(chǎng)強(qiáng)E，磁感應(yīng)強(qiáng)度B，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r（1）先加電場(chǎng)使陰極射線偏轉(zhuǎn)（2）再加磁場(chǎng)，調(diào)整電場(chǎng)磁場(chǎng)的強(qiáng)度，使陰極射線不偏轉(zhuǎn)（3）每個(gè)陰極射線微粒受到的庫侖力等于洛倫茲力，求出陰極射線的速度（4）只保留磁場(chǎng)，陰極射線只受洛倫茲力，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，再求比荷 一、電子的發(fā)現(xiàn)施加電場(chǎng)E之后，射線發(fā)生偏轉(zhuǎn)并射到屏上P2處。由此可以推斷陰極射線帶有什么性質(zhì)的電荷？怎么判斷的？帶負(fù)電，因?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)E的方向豎直向上，而射線向下偏，說明電場(chǎng)力F的方向豎直向下，所以射線帶負(fù)電。 一、電子的發(fā)現(xiàn)再加磁場(chǎng)抵消陰極射線的偏轉(zhuǎn)，使它從P2點(diǎn)回到P1，需要在兩塊金屬板之間的區(qū)域再施加一個(gè)大小、方向合適的磁場(chǎng)。這個(gè)磁場(chǎng)的方向是？根據(jù)什么判斷？垂直于黑板面向外，用左手定則判斷。 一、電子的發(fā)現(xiàn)設(shè)粒子質(zhì)量為m，帶電荷為e，受到磁場(chǎng)力和電場(chǎng)力的作用，如果不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則受力平衡：電場(chǎng)力：磁場(chǎng)力： ................一、電子的發(fā)現(xiàn)去掉D1、D2間的電場(chǎng)E，只保留磁場(chǎng)B，陰極射線在有磁場(chǎng)的區(qū)域?qū)?huì)形成一個(gè)半徑為r的圓弧（r可以通過P3的位置算出）。r陰極射線是帶負(fù)電的粒子流。還可求出這種粒子的比荷。 一、電子的發(fā)現(xiàn)湯姆孫還發(fā)現(xiàn)用不同材料的陰極做實(shí)驗(yàn)，比荷數(shù)值都相同。說明：不同物質(zhì)都能發(fā)射這種帶電粒子，它是構(gòu)成各種物質(zhì)的共有成分。湯姆孫還由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的陰極射線的比荷是氫離子的比荷近2000倍。后來，湯姆孫直接測(cè)到了陰極射線粒子的電荷量，盡管當(dāng)時(shí)測(cè)量很不準(zhǔn)確，但足以證明這種粒子的電荷量與氫離子大致相同，質(zhì)量比氫離子小得多。 一、電子的發(fā)現(xiàn)陰極射線的本質(zhì)1.陰極射線的本質(zhì)是電子。2.電子是原子的組成部分，是比原子更基本的物質(zhì)單元。3.電子的電荷量與氫離子的電荷量相同。 一、電子的發(fā)現(xiàn)正離子的轟擊紫外線照射放射性物質(zhì)陰極射線光電流β射線電子金屬受熱熱離子流發(fā)現(xiàn)電子以后，湯姆孫進(jìn)一步研究又發(fā)現(xiàn)了許多新現(xiàn)象： 我看到的是：1.它在電場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn)，因此不帶電2.它能穿透薄鋁片，粒子是做不到的，但波可以！電磁波說赫茲我用實(shí)驗(yàn)證明了:1.帶負(fù)電，且電荷量與質(zhì)子相同2.速度遠(yuǎn)小于電磁波傳播速度3.質(zhì)量是最輕的原子1/2000左右粒子說湯姆孫WIN一、電子的發(fā)現(xiàn) 一、電子的發(fā)現(xiàn)第一次較為精確測(cè)量出電子電荷量的是美國(guó)物理學(xué)家密立根利用油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)量出來的。密立根油滴實(shí)驗(yàn) 一、電子的發(fā)現(xiàn)第一次較為精確測(cè)量出電子電荷量的是美國(guó)物理學(xué)家密立根利用油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)量出來的。密立根油滴實(shí)驗(yàn)密立根實(shí)驗(yàn)更重要的發(fā)現(xiàn)是：電荷是量子化的，即任何帶電體的電荷只能是的整數(shù)倍。電子的電荷量電子的質(zhì)量 電子是原子的組成部分，由于電子是帶負(fù)電的，而原子又是中性的，因此推斷出原子中還有帶正電的物質(zhì)，幾乎占有原子的全部質(zhì)量。電子的電荷量電子的質(zhì)量思考：這兩種物質(zhì)是怎樣構(gòu)成原子的呢？ 二、原子的核式結(jié)構(gòu)模型1.湯姆孫的原子模型原子是一個(gè)球體，里面充滿了均勻分布的帶正電的流體，電子鑲嵌在正電荷液體中，就象棗點(diǎn)綴在一塊蛋糕里一樣，所以又被人們稱為“棗糕模型”。電子等間隔地排列在與正電球同心的圓周上，并以一定的速度做圓周運(yùn)動(dòng)從而發(fā)出電磁輻射，原子光譜所反映的就是這些電子的輻射頻率。正電荷電子 2.粒子散射實(shí)驗(yàn)二、原子的核式結(jié)構(gòu)模型實(shí)驗(yàn)裝置：放射源：放射性元素釙（Po）放出粒子，粒子是氦核，帶2e正電荷，質(zhì)量是氫原子的4倍，具有較大的動(dòng)能。金箔：作為靶子，厚度1μm，重疊了3000層左右的金原子。熒光屏：粒子打在上面發(fā)出閃光。顯微鏡：通過顯微鏡觀察閃光，且可360°轉(zhuǎn)動(dòng)觀察不同角度粒子的到達(dá)情況。 2.粒子散射實(shí)驗(yàn)根據(jù)湯姆生模型猜想的結(jié)果：電子質(zhì)量很小，對(duì)粒子的運(yùn)動(dòng)方向不會(huì)發(fā)生明顯影響；由于正電荷均勻分布，粒子所受庫侖力也很小，故粒子偏轉(zhuǎn)角度不會(huì)很大。二、原子的核式結(jié)構(gòu)模型 2.粒子散射實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：絕大多數(shù)粒子穿過金箔后仍沿原來方向前進(jìn)；少數(shù)粒子（約占8000分之一）發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)；極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)超過了90°，有的甚至幾乎被撞了回來。二、原子的核式結(jié)構(gòu)模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果與之前預(yù)測(cè)完全不一致！原子結(jié)構(gòu)模型必須重新構(gòu)思！ 2.原子的核式結(jié)構(gòu)模型1.在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫做原子核。2.原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里。3.帶負(fù)電的電子在核外空間繞著核旋轉(zhuǎn)。二、原子的核式結(jié)構(gòu)模型 2.原子的核式結(jié)構(gòu)模型粒子穿過原子時(shí)，電子對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)的影響很小，影響粒子運(yùn)動(dòng)的主要是帶正電的原子核。而絕大多數(shù)的粒子穿過原子時(shí)離核較遠(yuǎn)，受到的庫侖斥力很小，運(yùn)動(dòng)方向幾乎沒有改變，只有極少數(shù)粒子可能與核十分接近，受到較大的庫侖斥力，才會(huì)發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)。二、原子的核式結(jié)構(gòu)模型 2.原子的核式結(jié)構(gòu)模型1919年，盧瑟福用粒子轟擊氮核，得到了質(zhì)子，進(jìn)而猜想原子核內(nèi)存在不帶電的中子，這一猜想被他的學(xué)生查德威克用實(shí)驗(yàn)證實(shí)，并得到公認(rèn)。二、原子的核式結(jié)構(gòu)模型質(zhì)子中子核子質(zhì)子數(shù)電荷數(shù) 三、原子核的電荷與尺度根據(jù)盧瑟福的原子核式模型和粒子散射的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以推算出各種元素原子核的電荷數(shù)，還可以估計(jì)出原子核的大小。（1）原子的半徑約為10-10m、原子核半徑約是10-15m，原子核的體積只占原子的體積的萬億分之一。（2）原子核所帶正電荷數(shù)與核外電子數(shù)以及該元素在周期表內(nèi)的原子序數(shù)相等。 三、原子核的電荷與尺度體育場(chǎng)——原子露珠——原子核 1．電子的發(fā)現(xiàn)說明（）A．原子是由原子核和電子組成的B．物質(zhì)是帶電的且一定帶負(fù)電C．原子可進(jìn)行再分D．原子核可再分C 2．關(guān)于陰極射線，下列說法正確的是（）A．陰極射線就是稀薄氣體導(dǎo)電的輝光放電現(xiàn)象B．陰極射線是在真空管內(nèi)由陰極發(fā)出的電子流C．陰極射線是某一頻率的電磁波D．陰極射線可以直線傳播，也可被電場(chǎng)、磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)BD 3．一只陰極射線管，左側(cè)不斷有電子射出，若在管的正下方，放一通電直導(dǎo)線AB時(shí)，發(fā)現(xiàn)射線徑跡向下偏，則（）A．導(dǎo)線中的電流由A流向BB．導(dǎo)線中的電流由B流向AC．若要使電子束的徑跡往上偏，可以通過改變AB中的電流方向來實(shí)現(xiàn)D．電子束的徑跡與AB中的電流方向無關(guān)BC 4．有一電子（電荷量為e）經(jīng)電壓為U0的電場(chǎng)加速后，進(jìn)入兩塊間距為d，電壓為U的平行金屬板間，若電子從兩板正中間垂直電場(chǎng)方向射入，且正好能穿過電場(chǎng)，求：（1）金屬板AB的長(zhǎng)度；（2）電子穿出電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能。+－ABU0?0+++－－－（1）（2） 5．提出原子核式結(jié)構(gòu)模型的科學(xué)家是（）A．湯姆孫B．法拉第C．盧瑟福D．奧斯特C 6．在用α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)中，盧瑟福觀察到的α粒子的運(yùn)動(dòng)情況是（）A．全部α粒子穿過金屬箔后，仍按原來的方向前進(jìn)B．絕大多數(shù)α粒子穿過金屬箔后，仍按原來的方向前進(jìn)，少數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)甚至被彈回C．少數(shù)α粒子穿過金屬箔后仍，按原來的方向前進(jìn)，絕大多數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，甚至被彈回D．全部α粒子都發(fā)生很大偏轉(zhuǎn)B 7．盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果（）A．證明了質(zhì)子的存在B．證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的C．說明原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核上D．說明原子的電子只能在某些不連續(xù)的軌道上運(yùn)動(dòng)C 8．在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，沒有考慮α粒子跟電子的碰撞，其原因是（）A．α粒子不跟電子發(fā)生相互作用。B．α粒子跟電子相碰時(shí)，損失的能量極少，可忽略。C．電子的體積很小，α粒子不會(huì)跟電子相碰。D．由于電子是均勻分布的，α粒子所受電子作用的合力為零。B 9．盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)理論的主要內(nèi)容有（）A．原子的中心有個(gè)核，叫做原子核B．原子的正負(fù)電荷都均勻分布在整個(gè)原子中C．原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里D．帶負(fù)電的電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)ACD 10．在盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，有少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，其原因是（）A．原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上B．正電荷在原子中是均勻分布的C．原子中存在著帶負(fù)電的電子D．原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中A