1、2 原子的核式结构模型,新课标高中物理选修35,第十八章 原子结构,十九世纪末，汤姆生发现了电子，并知道电子是原子的组成部分由于电子是带负电的，而原子又是中性的，因此推断出原子中还有带正电的物质那么这两种物质是怎样构成原子的呢？,汤姆生,一、汤姆孙的原子模型：,原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中。,汤姆孙的原子模型,枣糕模型,1、模型： 2、成功与困难：,正电荷,一、汤姆孙的原子模型,在汤姆生的原子模型中，原子是一个球体；正电核均匀分布在整个球内，而电子都象枣核那样镶嵌在原子里面,电子,正电荷,这个模型不久就被实验事实否定了,二、粒子散射实验,卢瑟福,著名的 粒子
2、散射实验,（二）实验结果：,（一）实验装置：,（三）对实验结果进行分析：,（四）卢瑟福的原子的模型及其对粒子散射实验的解释,汤姆孙模型预言的粒子散射实验的结果是怎样的？,汤姆孙模型预言的粒子散射实验的结果是怎样的？,正电荷在原子内部均匀分布，粒子穿过原子时，由于粒子两侧正电荷对它的斥力大部分互相抵消，使粒子偏转的力不会很大。,（二）实验结果：,3.极少数粒子发生大角度偏转，有的甚至被弹回。,1 .绝大多数粒子：沿原方向前进,2 .少数粒子：发生大角度偏转，甚至偏角超过900,电子能否使粒子大角度偏转？ 1微米厚的金箔内含3000层原子层，绝大多数粒子穿过金箔仍沿原方向前进说明什么？ 少数粒子的
3、大角度偏转甚至反弹是怎么造成的？,（三）对实验结果进行分析：,（三）对实验结果进行分析：,1、电子的影响：,粒子的质量是电子质量的7300倍,2、汤姆孙原子模型解释的困难：,3、少数粒子：发生大角度偏转，甚至反弹，说明正电荷和几乎全部质量都集中在较小范围内。,1、绝大多数 粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进,2、少数 粒子发生了较大的偏转,3、极少数粒子的偏转超过90,4、有的甚至几乎达到180,第一条现象说明，原子中绝大部分是空的,第二、三现象可看出， 粒子受到较大的库仑力作用,第四条现象可看出，粒子在原子中碰到了比他质量大的多的东西,根据汤姆生模型计算的结果：电子质量很小，对 粒子的运动方向不
4、会发生明显影响；由于正电荷均匀分布， 粒子所受库仑力也很小，故 粒子偏转角度不会很大,（四）原子的核式结构的提出,在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核 原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里 带负电的电子在核外空间绕着核旋转,三、卢瑟福原子的核式结构,原子中带正电部分的体积很小，但几乎占据全部质量 ；电子在外面运动。,2. 对粒子散射现象的解释：,1.结构：,根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分“空旷”的，举一个简单的例子：,原子半径数量级：1010 m,原子核半径数量级：1015 m,1919年，卢瑟福用粒子轰击氮核，得到了质子，进而猜想原子核内存在不带电的中子，这一猜想被他的
5、学生查德威克用实验证实，并得到公认,质子,中子,核子,质子数,电荷数,四、原子核的电荷和大小,原子和原子核的大小:,*原子直径数量级约为10 -10 米,*原子核直径的数量级约为 10 15米,原子核的组成,2.原子核的质子数（Z）：,1.原子核由质子和中子组成,统称为核子,3.原子核的质量数（A）：,等于原子核的电荷数，等于原子序数,等于质子数与中子数的总和,5.同位素:相同质子数,中子数不同的原子,4.原子核的符号表示：,其中X为元素符号；Z为原子核中的质子数;A为原子核的质量数.,四、原子核的电荷和大小,根据卢瑟福的原子核式模型和粒子散射的实验数据，可以推算出各种元素原子核的电荷数，还可
6、以估计出原子核的大小。 （1）原子的半径约为10-10米、原子核半径约是10-15米，原子核的体积只占原子的体积的千万亿分之一。 （2）原子核所带正电荷数与核外电子数以及该元素在周期表内的原子序数相等。 （3）电子绕核旋转所需向心力就是核对它的库仑力。,卢瑟福成功解释粒子散射现象,原子内部,十分空虚,原子,半径100米大球,原子核,球中心1毫米沙粒,粒子十分接近核的机会很少,1,2,3,四、原子和原子核的大小：,1、质子数=核电荷数=核外电子数,2、元素符号表示：,问题门诊：,2、粒子散射实验装置为什么要放在真空中？,1、为什么不能用电子显微镜来观察原子的结构？,3、散射实验用的是金箔、铂箔等
7、重金属箔，为什么不用轻金属箔，如铝箔等？,【反馈练习】,1、在用粒子轰击金箔的实验中，卢瑟福观察到的粒子的运动情况是A、全部粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进B、绝大多数粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，少数发生较大偏转，极少数甚至被弹回C、少数粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，绝大多数发生较大偏转，甚至被弹回D、全部粒子都发生很大偏转,答案：B,2、卢瑟福粒子散射实验的结果 A、证明了质子的存在 B、证明了原子核是由质子和中子组成的 C、说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上 D、说明原子的电子只能在某些不连续的轨道上运动,答案：C,3、当粒子被重核散射时，如图所示的运动轨迹哪些是不可能存在的,答案：BC,