原子的核式結構模型 近代原子論：19世紀初，英國科學家道爾頓提出近代原子學說，他認為原子是微小的不可分割的實心球體，物質由原子組成，原子不能被創(chuàng)造,也不能被毀滅，在化學變化中原子不可分割，他們的性質在化學反應中保持不變。這一理論不僅為化學，也為物理學帶來深遠的影響。古希臘原子論：公元前5世紀，希臘哲學家德謨克利特等人認為：萬物是由大量的、無限小的、不可分割的微粒構成的，即原子。 早在1858年，德國物理學家普呂克爾就發(fā)現了氣體導電時的輝光放電現象。1876年，德國物理學家戈德斯坦認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)現那么，陰極射線的本質是什么？電子的發(fā)現經歷了怎樣的曲折過程？代表人物：赫茲。認為這種射線的本質是一種電磁波的傳播過程。電磁波說代表人物：湯姆孫。認為這種射線的本質是一種高速粒子流。粒子說PK 一、電子的發(fā)現實驗裝置：氣體放電管由陰極C發(fā)出的帶電粒子通過小孔AB形成一束細細的陰極射線，它穿過兩片平行的金屬板D1D2之間的空間，到達右端帶有標尺的熒光屏上P1點。湯姆孫的實驗 一、電子的發(fā)現思考：1.實驗目的是什么？2.判斷陰極射線是否是帶電粒子流的基本方法是什么？3.測陰極射線比荷的基本思路是怎樣的？4.哪些量可以當做已知量處理？ 一、電子的發(fā)現1.實驗目的：（1）判斷陰極射線是否帶電。（2）如果陰極射線帶電，則測出其比荷。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或磁場，觀察它是否偏轉。如果偏轉則帶電，否則不帶電。 一、電子的發(fā)現3.測陰極射線比荷的基本思路是怎樣的？4.哪些量可以當做已知量處理？場強E，磁感應強度B，圓周運動的半徑r（1）先加電場使陰極射線偏轉（2）再加磁場，調整電場磁場的強度，使陰極射線不偏轉（3）每個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，陰極射線只受洛倫茲力，做勻速圓周運動，再求比荷 一、電子的發(fā)現施加電場E之后，射線發(fā)生偏轉并射到屏上P2處。由此可以推斷陰極射線帶有什么性質的電荷？怎么判斷的？帶負電，因為場強E的方向豎直向上，而射線向下偏，說明電場力F的方向豎直向下，所以射線帶負電。 一、電子的發(fā)現再加磁場抵消陰極射線的偏轉，使它從P2點回到P1，需要在兩塊金屬板之間的區(qū)域再施加一個大小、方向合適的磁場。這個磁場的方向是？根據什么判斷？垂直于黑板面向外，用左手定則判斷。 一、電子的發(fā)現設粒子質量為m，帶電荷為e，受到磁場力和電場力的作用，如果不發(fā)生偏轉，則受力平衡：電場力：磁場力： ................一、電子的發(fā)現去掉D1、D2間的電場E，只保留磁場B，陰極射線在有磁場的區(qū)域將會形成一個半徑為r的圓?。╮可以通過P3的位置算出）。r陰極射線是帶負電的粒子流。還可求出這種粒子的比荷。 一、電子的發(fā)現湯姆孫還發(fā)現用不同材料的陰極做實驗，比荷數值都相同。說明：不同物質都能發(fā)射這種帶電粒子，它是構成各種物質的共有成分。湯姆孫還由實驗測得的陰極射線的比荷是氫離子的比荷近2000倍。后來，湯姆孫直接測到了陰極射線粒子的電荷量，盡管當時測量很不準確，但足以證明這種粒子的電荷量與氫離子大致相同，質量比氫離子小得多。 一、電子的發(fā)現陰極射線的本質1.陰極射線的本質是電子。2.電子是原子的組成部分，是比原子更基本的物質單元。3.電子的電荷量與氫離子的電荷量相同。 一、電子的發(fā)現正離子的轟擊紫外線照射放射性物質陰極射線光電流β射線電子金屬受熱熱離子流發(fā)現電子以后，湯姆孫進一步研究又發(fā)現了許多新現象： 我看到的是：1.它在電場中不偏轉，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驗證明了:1.帶負電，且電荷量與質子相同2.速度遠小于電磁波傳播速度3.質量是最輕的原子1/2000左右粒子說湯姆孫WIN一、電子的發(fā)現 一、電子的發(fā)現第一次較為精確測量出電子電荷量的是美國物理學家密立根利用油滴實驗測量出來的。密立根油滴實驗 一、電子的發(fā)現第一次較為精確測量出電子電荷量的是美國物理學家密立根利用油滴實驗測量出來的。密立根油滴實驗密立根實驗更重要的發(fā)現是：電荷是量子化的，即任何帶電體的電荷只能是的整數倍。電子的電荷量電子的質量 電子是原子的組成部分，由于電子是帶負電的，而原子又是中性的，因此推斷出原子中還有帶正電的物質，幾乎占有原子的全部質量。電子的電荷量電子的質量思考：這兩種物質是怎樣構成原子的呢？ 二、原子的核式結構模型1.湯姆孫的原子模型原子是一個球體，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動從而發(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.粒子散射實驗二、原子的核式結構模型實驗裝置：放射源：放射性元素釙（Po）放出粒子，粒子是氦核，帶2e正電荷，質量是氫原子的4倍，具有較大的動能。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°轉動觀察不同角度粒子的到達情況。 2.粒子散射實驗根據湯姆生模型猜想的結果：電子質量很小，對粒子的運動方向不會發(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，故粒子偏轉角度不會很大。二、原子的核式結構模型 2.粒子散射實驗實驗現象：絕大多數粒子穿過金箔后仍沿原來方向前進；少數粒子（約占8000分之一）發(fā)生了較大的偏轉；極少數粒子的偏轉超過了90°，有的甚至幾乎被撞了回來。二、原子的核式結構模型實驗結果與之前預測完全不一致！原子結構模型必須重新構思！ 2.原子的核式結構模型1.在原子的中心有一個很小的核，叫做原子核。2.原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里。3.帶負電的電子在核外空間繞著核旋轉。二、原子的核式結構模型 2.原子的核式結構模型粒子穿過原子時，電子對粒子運動的影響很小，影響粒子運動的主要是帶正電的原子核。而絕大多數的粒子穿過原子時離核較遠，受到的庫侖斥力很小，運動方向幾乎沒有改變，只有極少數粒子可能與核十分接近，受到較大的庫侖斥力，才會發(fā)生大角度的偏轉。二、原子的核式結構模型 2.原子的核式結構模型1919年，盧瑟福用粒子轟擊氮核，得到了質子，進而猜想原子核內存在不帶電的中子，這一猜想被他的學生查德威克用實驗證實，并得到公認。二、原子的核式結構模型質子中子核子質子數電荷數 三、原子核的電荷與尺度根據盧瑟福的原子核式模型和粒子散射的實驗數據，可以推算出各種元素原子核的電荷數，還可以估計出原子核的大小。（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與核外電子數以及該元素在周期表內的原子序數相等。 三、原子核的電荷與尺度體育場——原子露珠——原子核 1．電子的發(fā)現說明（）A．原子是由原子核和電子組成的B．物質是帶電的且一定帶負電C．原子可進行再分D．原子核可再分C 2．關于陰極射線，下列說法正確的是（）A．陰極射線就是稀薄氣體導電的輝光放電現象B．陰極射線是在真空管內由陰極發(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、磁場偏轉BD 3．一只陰極射線管，左側不斷有電子射出，若在管的正下方，放一通電直導線AB時，發(fā)現射線徑跡向下偏，則（）A．導線中的電流由A流向BB．導線中的電流由B流向AC．若要使電子束的徑跡往上偏，可以通過改變AB中的電流方向來實現D．電子束的徑跡與AB中的電流方向無關BC 4．有一電子（電荷量為e）經電壓為U0的電場加速后，進入兩塊間距為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方向射入，且正好能穿過電場，求：（1）金屬板AB的長度；（2）電子穿出電場時的動能。+－ABU0?0+++－－－（1）（2） 5．提出原子核式結構模型的科學家是（）A．湯姆孫B．法拉第C．盧瑟福D．奧斯特C 6．在用α粒子轟擊金箔的實驗中，盧瑟福觀察到的α粒子的運動情況是（）A．全部α粒子穿過金屬箔后，仍按原來的方向前進B．絕大多數α粒子穿過金屬箔后，仍按原來的方向前進，少數發(fā)生較大偏轉，極少數甚至被彈回C．少數α粒子穿過金屬箔后仍，按原來的方向前進，絕大多數發(fā)生較大偏轉，甚至被彈回D．全部α粒子都發(fā)生很大偏轉B 7．盧瑟福α粒子散射實驗的結果（）A．證明了質子的存在B．證明了原子核是由質子和中子組成的C．說明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上D．說明原子的電子只能在某些不連續(xù)的軌道上運動C 8．在α粒子散射實驗中，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，損失的能量極少，可忽略。C．電子的體積很小，α粒子不會跟電子相碰。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．盧瑟福原子核式結構理論的主要內容有（）A．原子的中心有個核，叫做原子核B．原子的正負電荷都均勻分布在整個原子中C．原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里D．帶負電的電子在核外繞核旋轉ACD 10．在盧瑟福的α粒子散射實驗中，有少數α粒子發(fā)生大角度偏轉，其原因是（）A．原子的正電荷和絕大部分質量集中在一個很小的核上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