3/93．原子的核式結構模型1．知道發(fā)現電子的意義，體會電子發(fā)現過程中蘊含的科學方法。2．了解α粒子散射實驗的原理和實驗現象。3．了解盧瑟福的原子核式結構模型，知道原子和原子核大小的數量級。4．認識原子核式結構模型建立的科學推理與論證過程。電子的發(fā)現1．陰極射線熒光是由于玻璃受到陰極發(fā)出的某種射線的撞擊而引起的，這種射線被命名為________。2．湯姆孫的探究方法及結論(1)根據陰極射線在____和____中的偏轉情況斷定，它的本質是帶__電的粒子流，并求出了這種粒子的比荷。(2)換用________的陰極做實驗，所得比荷的數值都____，是氫離子比荷的近兩千倍。(3)結論：陰極射線粒子帶負電，其電荷量的大小與一個氫離子____，而質量比氫離子______，后來組成陰極射線的粒子被稱為____。3．湯姆孫的進一步研究湯姆孫又進一步研究了許多新現象，證明了____是原子的組成部分。4．電子的電荷量及電荷量子化(1)電子電荷量：1909～1913年間由______通過著名的“________”Ｋ得出，電子電荷目前公認的值為e＝___________________。(2)電荷是量子化的，即任何帶電體的電荷只能是__________。(3)電子的質量：me＝9.10938356×10-31kg，質子質量與電子質量的比值為mpme提醒：陰極射線實質是帶負電的電子流。在如圖所示的演示實驗中，K是金屬板制成的陰極，A是金屬環(huán)制成的陽極。K和A之間加上近萬伏的高電壓?！締栴}】(1)你在管端玻璃壁上能觀察到什么現象？該現象說明了什么問題？(2)人們對這種陰極射線的本質的認識有兩種觀點，一種觀點認為是電磁輻射，另一種觀點認為是帶電微粒，如何用實驗判斷哪種觀點正確？1．對陰極射線本質的認識——兩種觀點(1)電磁波說，代表人物——赫茲，他認為這種射線是一種電磁輻射。(2)粒子說，代表人物——J·J湯姆孫，他認為這種射線是一種帶電粒子流。2．陰極射線的本質陰極射線的本質是帶負電的粒子流，湯姆孫把這種粒子命名為“電子”。3．陰極射線帶電性質的判斷方法(1)方法一：在陰極射線所經區(qū)域加上電場，通過打在熒光屏上的亮點的變化和電場的情況確定陰極射線的帶電性質。如圖所示，帶電粒子在電場中運動，受電場力作用運動狀態(tài)發(fā)生改變(粒子重力忽略不計)。帶電粒子在不受其他力時，沿電場線方向偏轉時，粒子帶正電；逆電場線方向偏轉時，粒子帶負電。(2)方法二：在陰極射線所經區(qū)域加一磁場，根據亮點位置的變化和左手定則確定帶電的性質。如圖所示，粒子將受到洛倫茲力作用，速度方向始終與洛倫茲力方向垂直，利用左手定則，即可判斷粒子的電性。如果粒子按圖示方向進入磁場，若做順時針的圓周運動，則粒子帶正電；若做逆時針的圓周運動，則粒子帶負電。4．電子比荷(或電荷量)的測定方法(1)讓粒子通過正交的電磁場(如圖所示)，讓其做直線運動，根據二力平衡，即F洛＝F電(qvB＝qE)得到粒子的運動速度v＝EB(2)在其他條件不變的情況下，撤去電場，保留磁場讓粒子在磁場中運動，由洛倫茲力提供向心力即qvB＝mv2r，根據粒子運動的軌跡由幾何知識求出其半徑r，得qm＝(3)當電子在勻強電場中偏轉時，y＝12at2＝qU特別提醒：(1)電子的發(fā)現，打破了原子不可再分的傳統(tǒng)觀念，即原子不是組成物質的最小微粒，原子本身也有內部結構。(2)密立根是通過“油滴實驗”精確測定電子電荷的第一人，密立根實驗的重要意義是發(fā)現了電荷是量子化的，即任何電荷只能是e的整數倍。【典例1】物理學家密立根利用實驗最先測出了電子的電荷量，該實驗被稱為密立根油滴實驗。如圖所示，兩塊水平放置的金屬板A、B分別與電源的正、負極相連接，板間產生勻強電場，方向豎直向下，板間油滴P帶負電，懸浮在兩板間保持靜止。(1)若要測出該油滴的電荷量，需要測出的物理量有________。A．兩板的長度L B．油滴質量mC．兩板間的電壓U D．兩板間的距離d(2)用所選擇的物理量表示出該油滴的電荷量q＝________(已知重力加速度為g)。(3)若要使原本靜止的油滴落到下極板，則下列做法可以達到目的的有________。A．保持兩極板間電壓不變，把下極板向下移B．斷開電源，把下極板向右移C．斷開電源，把下極板向下移D．斷開電源，把下極板向上移[聽課記錄][跟進訓練]1．如圖所示為密立根油滴實驗裝置，關于該實驗的意義下列說法正確的是()A．研究懸浮油滴所帶電性B．測量懸浮油滴的電荷量C．測出了元電荷的值D．利用二力平衡測出電場的場強大小原子的核式結構模型原子核的電荷與尺度1．α粒子散射實驗(1)湯姆孫原子模型。湯姆孫于1898年提出了原子模型，他認為原子是一個____，______彌漫性地均勻分布在整個球體內，____鑲嵌在球體內，被稱為“西瓜模型”或“棗糕模型”。(2)α粒子散射實驗。①實驗裝置：α粒子源、____、放大鏡和______。②實驗現象。a．絕大多數的α粒子穿過金箔后________的方向前進。b．少數α粒子發(fā)生了______的偏轉。c．極少數α粒子的偏轉角__________，甚至有極個別α粒子被反彈回來。③實驗意義：盧瑟福通過α粒子散射實驗，否定了湯姆孫的原子模型，建立了________模型。2．盧瑟福的核式結構模型1911年由盧瑟福提出，在原子中心有一個很小的核，叫______。它集中了原子全部的______和幾乎全部的____，____在核外空間運動。3．原子核的電荷與尺度提醒：原子半徑與原子核半徑相差十萬多倍，可見原子內部是十分“空曠”的。圖為盧瑟福所做的α粒子散射實驗裝置的示意圖?！締栴}】(1)該實驗中為什么用金箔作靶子？(2)當把熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個位置時，哪個位置相同時間內觀察到屏上的閃光次數最多？1．實驗現象α粒子的散射示意圖如圖所示。絕大多數α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進；但有少數α粒子(約占八千分之一)發(fā)生了大角度偏轉，極少數偏轉的角度甚至大于90°，也就是說它們幾乎被“撞了回來”。2．核式結構模型(1)核式結構模型。盧瑟福依據α粒子散射實驗的結果，提出了原子的核式結構模型——在原子的中心有一個很小的核，叫作原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核，帶負電的電子在原子核外空間繞著原子核旋轉。盧瑟福提出的原子結構模型中，帶正電的原子核像太陽，帶負電的電子像繞著太陽運轉的行星，在這個“太陽系”中，支配在它們之間的作用力是庫侖力，因而這個模型又被稱為“行星模型”。(2)原子的核式結構模型與原子的“西瓜模型”的區(qū)別：核式結構模型“西瓜模型”原子內部是非?！翱諘纭钡?，正電荷集中在一個很小的核里原子是充滿了正電荷的實心球體電子繞核高速運轉電子嵌在原子球體內【典例2】如圖所示為盧瑟福α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α粒子在各個角度的散射情況。下列說法正確的是()A．盧瑟福在α粒子散射實驗的基礎上提出了原子的核式結構模型B．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C．在圖中的B位置進行觀察，屏上觀察不到任何閃光D．α粒子發(fā)生散射的主要原因是α粒子撞擊到金原子后產生的反彈[聽課記錄][跟進訓練]2．根據α粒子散射實驗，盧瑟福提出了原子的核式結構模型。如圖所示為α粒子散射圖景，圖中實線表示α粒子的運動軌跡，則關于α粒子散射實驗，下列說法正確的是()A．根據α粒子散射實驗可以估算原子大小B．圖中的α粒子反彈是因為α粒子與金原子核發(fā)生了直接碰撞C．絕大多數α粒子沿原方向繼續(xù)前進說明了帶正電的原子核占據原子的空間很小D．圖中大角度偏轉的α粒子的電勢能先減小后增大1．(多選)已知X射線的“光子”不帶電，假設陰極射線像X射線一樣，則下列說法正確的是()A．陰極射線管內的高電壓不能夠對其加速而增加能量B．陰極射線通過偏轉電場時不會發(fā)生偏轉C．陰極射線通過磁場時方向一定不會發(fā)生改變D．陰極射線通過偏轉電場時能夠改變方向2．關于α粒子散射實驗的下述說法正確的是()A．實驗表明原子中心的核帶有原子的全部正電及全部質量B．實驗表明原子中心有一個較大的核，它占有原子體積的較大部分C．在實驗中觀察到的現象是絕大多數α粒子穿過金箔后仍沿原來方向前進，少數發(fā)生了較大偏轉，極少數偏轉超過90°，有的甚至接近180°被彈回D．使α粒子發(fā)生明顯偏轉的力是來自帶正電的核及核外電子，當α粒子接近核時，是核的斥力使α粒子發(fā)生明顯偏轉，當α粒子接近電子時，是電子的吸引力使之發(fā)生明顯偏轉3．如圖所示是α粒子(氦原子核)被重金屬原子核散射的運動軌跡，M、N、P、Q是軌跡上的四點，在散射過程中可以認為重金屬原子核靜止。圖中所標出的α粒子在各點處的加速度方向正確的是()A．M點B．N點C．P點D．Q點4．人們在研究原子結構時提出過許多模型，其中比較有名的是“棗糕模