3.原子的核式結(jié)構(gòu)模型自主落實·必備知識全過關(guān)合作探究·能力素養(yǎng)全提升學以致用·隨堂檢測全達標素養(yǎng)目標1.知道陰極射線及本質(zhì)，了解電子及其比荷，知道原子的核式結(jié)構(gòu)模型及原子核的電荷與尺度．(物理觀念)2．掌握電子的電荷量、原子的核式結(jié)構(gòu)模型，能夠通過科學推理解決相關(guān)的問題．(科學思維)3．通過學習體驗科學家探索科學的艱辛，堅持實事求是的科學態(tài)度，培養(yǎng)積極探索科學的興趣．(科學態(tài)度與責任)自主落實·必備知識全過關(guān)一、電子的發(fā)現(xiàn)1．陰極射線在研究稀薄氣體放電時發(fā)現(xiàn)，當玻璃管內(nèi)的氣體足夠稀薄時，陰極就發(fā)出一種射線，它能使對著陰極的玻璃管壁發(fā)出熒光，這種射線稱為__________．2．J.J.湯姆孫的探究方法及結(jié)論(1)根據(jù)陰極射線在________和________中的偏轉(zhuǎn)情況斷定，它的本質(zhì)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(shù)值都________，是氫離子比荷的近兩千倍．(3)結(jié)論：陰極射線粒子帶負電，其電荷量等于元電荷的帶電量的大小與氫離子________，而質(zhì)量比氫離子________，后來組成陰極射線的粒子被稱為________．陰極射線電場磁場負不同材料相同大致相同小得多電子

密立根“油滴實驗”1.602×10－19Ce的整數(shù)倍1836二、原子的核式結(jié)構(gòu)模型1．α粒子散射實驗(1)J.J.湯姆孫原子模型能夠解釋一些實驗現(xiàn)象，但也解釋不了一些現(xiàn)象J.J.湯姆孫于1898年提出了一種原子模型，他認為原子是一個________，________彌漫性地均勻分布在整個球體內(nèi)，_______鑲嵌其中．球體正電荷電子(2)α粒子散射實驗①實驗裝置：α粒子源、________、________和顯微鏡．②實驗現(xiàn)象a．絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后________的方向前進．b.少數(shù)α粒子發(fā)生了________偏轉(zhuǎn)．c．極少數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)的角度________，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．金箔熒光屏仍沿原來大角度大于90°核式結(jié)構(gòu)2．盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型1911年，盧瑟福提出了自己的原子結(jié)構(gòu)模型．原子中帶正電部分的體積很小，但幾乎占有全部________，________在正電體的外面運動．質(zhì)量電子三、原子核的電荷與尺度電子數(shù)質(zhì)子和中子質(zhì)子數(shù)10－10m10－15m情

境

體

驗如圖所示是α粒子散射實驗中的現(xiàn)象展示圖．α粒子靠近原子核時受到什么力的作用，使其運動方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)？提示：庫侖力．合作探究·能力素養(yǎng)全提升探究一電子的發(fā)現(xiàn)情境探究如圖是J.J.湯姆孫的氣體放電管的示意圖．(不考慮電子的重力)(1)若在D1、D2之間加上垂直紙面向里的磁場，陰極射線偏轉(zhuǎn)嗎？(2)若在D1、D2之間加上豎直向下的電場，陰極射線應(yīng)向哪個方向偏轉(zhuǎn)？提示：(1)偏轉(zhuǎn)．(2)向上．核心歸納1.對陰極射線本質(zhì)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微粒．2．陰極射線帶電性質(zhì)的判斷方法(1)方法一：在陰極射線所經(jīng)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帶電的性質(zhì)．(2)方法二：在陰極射線所經(jīng)區(qū)域加一磁場，根據(jù)亮點位置的變化和左手定則確定帶電的性質(zhì)．3．實驗結(jié)果根據(jù)陰極射線在電場中和磁場中的偏轉(zhuǎn)情況，判斷出陰極射線是粒子流，并且?guī)ж撾姡?．帶電油滴的電荷量都等于某個最小電荷量的整數(shù)倍，從而證實了電荷是量子化的，并求得了其最小值即電子所帶的電荷量e.應(yīng)用體驗題型1對陰極射線的認識例1[陜西咸陽高二下期中]關(guān)于陰極射線的本質(zhì)，下列說法正確的是(

)A．陰極射線本質(zhì)是氫原子B．陰極射線本質(zhì)是電磁波C．陰極射線本質(zhì)是電子D．陰極射線本質(zhì)是X射線答案：C解析：陰極射線是由于電子動能變大，原子核束縛不住電子，電子逃逸出來形成的粒子流，所以答案選C.題型2測定電子的比荷例2如圖所示為J.J.湯姆孫用來測定電子比荷的裝置．當極板P和P′間不加偏轉(zhuǎn)電壓時，電子束打在熒光屏的中心O點處，形成一個亮點；加上偏轉(zhuǎn)電壓U后，亮點偏離到O′點，O′點到O點的豎直距離為d，水平距離可忽略不計；此時在P與P′之間的區(qū)域里再加上一個方向垂直于紙面向里的勻強磁場，調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強度，當其大小為B時，亮點重新回到O點．已知極板水平方向長度為L1，極板間距為b，極板右端到熒光屏的距離為L2.(1)求打在熒光屏O點的電子速度的大?。?2)推導(dǎo)出電子比荷的表達式．

針對訓(xùn)練1.(多選)1897年英國物理學家J.J.湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子并被稱為“電子之父”，下列關(guān)于電子的說法正確的是(

)A．J.J.湯姆孫通過陰極射線在電場和磁場中的運動得出了陰極射線是帶負電的粒子的結(jié)論，并求出了陰極射線的比荷B．J.J.湯姆孫通過對光電效應(yīng)的研究，發(fā)現(xiàn)了電子C．電子的質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的1836倍D．J.J.湯姆孫通過對不同材料作陰極發(fā)出的射線進行研究，并研究光電效應(yīng)等現(xiàn)象，說明電子是原子的組成部分，是比原子更基本的物質(zhì)單元答案：AD解析：由J.J.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子的過程可知，A正確；J.J.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子后，又進一步研究了光電效應(yīng)、熱離子發(fā)射效應(yīng)和β射線等，他發(fā)現(xiàn)，不論陰極射線、光電流、熱離子流還是β射線，它們都包含電子，說明電子是原子的組成部分，是比原子更基本的物質(zhì)單元，B錯誤，D正確；質(zhì)子質(zhì)量遠大于電子質(zhì)量，C錯誤．探究二原子的核式結(jié)構(gòu)模型情境探究如圖為盧瑟福所做的

α粒子散射實驗裝置的示意圖．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(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多？哪里最少？提示：在A處相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多．D處最少．核心歸納1.裝置：放射源、金箔、熒光屏等，如圖所示．2．現(xiàn)象及解釋(1)絕大多數(shù)的α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進．大多數(shù)α粒子離金原子核較遠．(2)少數(shù)α粒子發(fā)生較大的偏轉(zhuǎn)．發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)的α粒子是由于離金原子核較近，庫侖斥力較大．(3)極少數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)角度超過90°，有的幾乎達到180°.正對或基本正對著金原子核入射的α粒子在庫侖斥力作用下先減速至較小速度然后反向加速遠離金原子核．3．實驗的注意事項(1)整個實驗過程在真空中進行．(2)金箔需要做得很薄，α粒子才能穿過．(3)使用金箔的原因是金的延展性好，可以做得很?。硗庖稽c就是金的原子序數(shù)大，α粒子與金原子核間的庫侖斥力大，偏轉(zhuǎn)明顯．A．盧瑟福在α粒子散射實驗中發(fā)現(xiàn)了電子B．圖中大角度偏轉(zhuǎn)的α粒子的電勢能先減小后增大C．根據(jù)α粒子散射實驗可以估算原子的大小D．絕大多數(shù)α粒子沿原方向繼續(xù)前進說明了帶正電的原子核占據(jù)原子的空間很小應(yīng)用體驗題型1

α粒子散射實驗例3[河南洛陽高二下期中]如圖所示為α粒子散射實驗的圖例，圖中實線表示α粒子運動軌跡．關(guān)于α粒子散射實驗，下列說法正確的是(

)答案：D解析：盧瑟福在α粒子散射實驗中沒有發(fā)現(xiàn)電子，A錯誤；圖中大角度偏轉(zhuǎn)的α粒子的電場力先做負功后做正功，則其電勢能先增大后減小，B錯誤；根據(jù)α粒子散射實驗可以估算原子核的大小，C錯誤；絕大多數(shù)α粒子沿原方向繼續(xù)前進說明了帶正電的原子核占據(jù)原子的空間很小，D正確．題型2盧瑟福的原子模型例4[陜西咸陽高二下期中](多選)關(guān)于盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學說的內(nèi)容，下列敘述正確的是(

)A．原子是一個質(zhì)量分布均勻的球體B．原子的質(zhì)量幾乎全部集中在原子核內(nèi)C．原子正電荷和負電荷全部集中在一個很小的核內(nèi)D.原子核半徑的數(shù)量級是10－15m答案：BD解析：原子的質(zhì)量幾乎全部集中在原子核內(nèi)，所以A錯誤、B正確；原子的正電荷全部集中在一個很小的核內(nèi)，負電荷繞原子核做圓周運動，所以C錯誤；原子核半徑的數(shù)量級是10－15m，所以D正確．A．在圖中的A、B兩位置分別進行觀察，相同時間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)一樣多B．在圖中的B位置進行觀察，屏上觀察不到任何閃光C．盧瑟福選用不同金屬箔片作為α粒子散射的靶，觀察到的實驗結(jié)果基本相似D．α粒子發(fā)生散射的主要原因是α粒子撞擊到金屬箔原子后產(chǎn)生的反彈針對訓(xùn)練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(zhuǎn)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(

)答案：C解析：α粒子散射實驗現(xiàn)象：絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進，少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90°，所以相同時間內(nèi)A處觀察到的屏上的閃光次數(shù)多，B處觀察到的屏上的閃光次數(shù)少，A、B錯誤；選用不同金屬箔片作為α粒子散射的靶，觀察到的實驗結(jié)果基本相似，C正確；α粒子發(fā)生散射的主要原因是受到原子核庫侖斥力的作用，D錯誤．1.(對電子的認識)(多選)1897年英國物理學家湯姆孫對陰極射線的探究，最終發(fā)現(xiàn)了電子，由此被稱為“電子之父”，下列關(guān)于電子的說法正確的是（）A.任何物質(zhì)中均有電子B.不同物質(zhì)中具有不同性質(zhì)的電子C.電子質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的1836倍D.電子是一種粒子，是比原子更基本的物質(zhì)單元√123√當堂小練2.(α粒子散射實驗及其解釋)(多選)如圖8所示是英國物理學家盧瑟福用α粒子轟擊金箔的實驗裝置，下列關(guān)于該實驗的描述正確的是（）A.α粒子轟擊金箔的實驗需要在真空條件下完成B.該實驗揭示了原子有核式結(jié)構(gòu)C.實驗結(jié)果表明絕大多數(shù)α粒子穿過金箔

后發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)D.該實驗證實了湯姆孫原子模型的正確性123√√解析為了避免其他原子的影響，α粒子轟擊金箔的實驗需要在真空條件下完成，故A正確；α粒子的散射實驗說明原子中絕大部分是空的，揭示了原子具有核式結(jié)構(gòu)，故B正確；α粒子的散射實驗觀測到的現(xiàn)象是絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原方向前進，故C錯誤；通過該實驗，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，同時否定了湯姆孫原子模型，故D錯誤.1233.(原子核及其尺度)(多選)根據(jù)盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)理論，下列對原子結(jié)構(gòu)的認識中，正確的是（）A.原子中絕大部分是空的，原子核很小B.電子在核外運