3　氢原子光谱优秀教学设计内容

18.2原子的核式结构模型

【学习目标】

1．知道α粒子散射实验。

2．知道原子的核式结构模型的主要内容，理解模型提出的主要思想。

3．知道原子的组成，了解原子核和原子大小的数量级。

【自主思考】

1.汤姆孙原子模型：原子是一个球体，正电荷弥漫性地________分布在整个球体内，电子________其中，有人形象地把汤姆孙模型称为“西瓜模型”或“________模型”。

2．α粒子散射实验现象：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上________方向前进，但有少数α粒子(约占八千分之一)发生了________偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞了回来”

3．卢瑟福原子结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有________质量，电子在正电体的________运动。正电体的尺度是很小的，被称为________。所以卢瑟福的电子结构模型因而被称为________结构模型。

4．原子由带电荷________的核与核外Z个电子组成。原子序数Z等于________与电子电荷大小的比值。原子核由________和________组成的，原子核的电荷数就是核中的________数。

【合作学习】

5．α粒子散射实验（老师讲解）

1909～1911年卢瑟福和他的α粒子轰击金箔的实验，获得了(1)实验装置(如图所示) 说明：①整个实验过程在真空中②金箔很薄，α粒子( 2He核)很容易穿过。

(2)实验结果：

绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α

粒子发生了大角度的偏转，偏转角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞了回来”。

(3)实验分析

按照汤姆孙的“枣糕”原子模型，α粒子如果从原子之间或原子的中心线穿过时，它受到周围的正负电荷作用的库仑力是平衡的，α粒子不产生偏转；如果α粒子偏离原子的中心轴线穿过，两侧电荷作用的库仑力相当于一部分被抵消，α粒子偏转很小；如果α粒子正对着电子射来，质量远小于α粒子的电子不可能使α粒子发生明显偏转，

更不可能使它反弹。所以α粒子的散射实验结果否定了汤姆孙的原子模型。

【学习笔记】

一、α粒子散射实验

【例1】卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有(

) A．原子的中心有个核，叫原子核

B．原子的正电荷均匀分布在整个原子中

C．原子的全部正电荷与几乎全部质量都集中在原子核里

D．带负电的电子在核外绕着核旋转

4助手做了用重要的发现。

进行。

【例2】．下列关于卢瑟福α粒子散射实验结果的叙述正确的是(

) A．全部α粒子都穿过金箔未发生偏转

B．绝大多数α粒子穿过金箔未发生偏转，少数发生较大偏转，极少数被弹回

C．绝大多数α粒子发生很大偏转，只有少数穿过金箔

D．所有α粒子都发生较大偏转

二、

原子核的电荷与尺度

【例3】下列对原子结构的认识，错误的是(

) A．原子中绝大部分是空的，原子核很小

B．电子在核外绕核旋转，向心力为库仑力

C．原子的全部正电荷都集中在原子核里

D．原子核的直径大约为10－10 m 【例4】．α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，是因为

A．α粒子与电子根本无相互作用

B．α粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的

C．α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计

D．电子很小，α粒子碰撞不到电子

【课堂训练（检）】

1．如图为α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，关于观察到的现象，下述说法不正确的是(

) A．相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多

B．相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时少得多

C．放在C、D位置时屏上观察不到闪光

D．放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少

2．关于α粒子散射实验，下列说法正确的是(

) A．该实验在真空环境中进行

B．带有荧光屏的显微镜可以在水平面内的不同方向上移动

C．荧光屏上的闪光是散射的α粒子打在荧光屏上形成的

D．荧光屏只有正对α粒子源发出的射线方向上才有闪光

3．卢瑟福的α粒子散射实验的结果显示了下列哪些情况(

) A．原子内存在电子

B．原子的大小为10－10 m C．原子的正电荷均匀分布在它的全部体积上

D．原子的正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里

4．在α粒子的散射实验中，使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对α粒子的(

) A．万有引力

B．库仑力

C．磁场力

D．核力

5．α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，这是因为(

) A．α粒子与电子根本无相互作用

B．α粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的

C．α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计

D．电子很小，α粒子碰撞不到电子

【课后练习】

1．在α粒子散射实验中，当在α粒子最接近原子核时，关于描述α粒子的有关物理量情况正确的是(

) A．动能最小

B．势能最小

C．α粒子与金原子核组成的系统能量最小

D．α粒子所受金原子核的斥力最大

2．在α粒子穿过金箔发生大角度偏转的过程中，下列说法正确的是(

) A．α粒子先受到原子核的斥力作用，后受到原子核的引力作用

B．α粒子一直受到原子核的斥力作用

C．α粒子先受到原子核的引力作用，后受到原子核的斥力作用

D．α粒子一直受到库仑斥力，速度一直减小

3．关于原子的核式结构模型，下列说法正确的是(

) A．原子中绝大部分是“空”的，原子核很小

B．电子在核外绕核旋转的向心力是原子核对它的库仑力

C．原子的全部电荷和质量都集中在原子核里

D．原子核的直径的数量级是10－10 m 4.用α粒子撞击金原子核发生散射，中关于α粒子的运动轨迹正确的是(

) A．a

B．b

C．c

D．d

5．如图所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一金属原子核附近时的示意图，A、B、C三点分别位于两个等势面上，则以下说法正确的是(

) A．α粒子在A处的速度比在B处的速度小

B．α粒子在B处的速度最大

C．α粒子在A、C处的速度大小相等

D．α粒子在B处速度比在C处速度小