《原子的核式结构模型》
《原子的核式结构模型》人教版高二高中物理3-5PPT课件
一、原子的构成
1、构成原子的微粒有三种：质子、中子、电子. 决定原子种类的是：质子数
（所有原子都是三种粒子构成原子吗？有没有例外？） H原子例外，它没有中子。看表3-1 2、原子中：核电荷数=质子数=核外电子数 3、原子不显电性的原因：原子是由居于原子中心带正电的原子核和核外带负电的电子构成，原 子核又是由质子和中子构成，质子带正电，中子不带电；原子核所带的正电荷数（核电荷数） 和核外电子所带的负电相等，但电性相反，所以整个原子不显电性。
粒子散射实验是获取微观世界信息的重要方法。
1903年勒纳德电子束实验：
卢瑟福生平简介
杰出贡献: 1899年命名 α 射线、β 射线； 1902年提出原子自然衰变理论； 1911年提出原子的核式结构模型； 1919年发现质子，预言中子； 实现人工核反应。 直接培养了11名诺贝尔奖获得者。 被誉为原子物理学之父。
卢瑟福 (1871～1937)
二、α 粒子散射实验
1909～1911年，英国物理学家卢瑟 福指导他的学生盖革和马斯顿进行了 α粒子散射实验 1.α粒子特性： （1）具有足够的能量可以接近原子中心 （2）可使荧光物质发光
卢瑟福
二、α 粒子散射实验
2.α粒子散射实验装置介绍
真空
放射源
金箔
可转动的带有荧光 屏的放大镜
质子数 1 6 8 11 17
1、原子里质子数等于电子数 2、质子数与中子数不一定相等 3、原子核内质子数不同，原子种类不同 4、质子数≥1,中子数≥0
中子数 0 6 8 12 18
核外电子数 1 6 8 11 17
一、原子的构成
原子构成中的规律：
1、质子数 = 核外电子数 = 核电荷数 2、质子数不一定等于中子数；不是所有的原子都有中子，如氢的中子数为0。 3、不同原子，核内的质子数，核外电子数不同。
原子的核式结构模型 课件
实验结论 (1)绝大多数的α粒子穿过金箔后 仍沿原来的方向前进； (2)少数α粒子发生了 较大的偏转； (3)极少数α粒子的偏转角θ超过 9，0°甚至有极个别α粒子被 反弹回来． 实验意义 (1)否定了 汤姆孙 的原子结构模型． (2)提出了 原子核式结构 模型，明确了 原子核大小 的数量 级．
分类例析
一、α粒子散射实验与核式结构模型 α粒子散射实验与汤姆孙的原子模型的冲突分析 (1)分析否定的原因 ①由于电子质量远小于α粒子质量，所以电子不可能使α粒 子发生大角度偏转．
分类例析
②使α粒子发生大角度偏转的只能是原子中带正电的部分， 按照汤姆孙原子模型，正电荷在原子内是均匀分布的，α粒 子穿过原子时，它受到的两侧斥力大部分抵消，因而也不 可能使α粒子发生大角度偏转，更不可能使α粒子反向弹回， 这与α粒子的散射实验相矛盾． ③实验现象表明原子绝大部分是空的，除非原子的几乎全 部质量和所有正电荷都集中在原子中心的一个很小的核上， 否则，α粒子大角度散射是不可能的．
分类例析
2．α粒子穿过金箔，受到电荷的作用力后，沿哪些方向前进的 可能性较大，最不可能沿哪些方向前进． 点拨 按照汤姆孙的模型，正电荷是均匀分布在整个原子 中的，当α粒子穿过原子时受到的各个方向上的正电荷的斥 力会相互抵消很多，沿直线运动的可能性最大，最不可能 沿着很大的角度甚至180°角发生偏转．除非原子核的大部 分质量和电荷集中在一个很小的核上，否则要发生大角度 的偏转是不可能的．
分类例析
解析 α粒子散射实验现象：绝大多数α粒子沿原方向前 进，少数α粒子有大角度散射．所以A处观察到的粒子多， B处观察到的粒子少，所以选项A、B错误．α粒子发生散 射的主要原因是受到原子核库仑斥力的作用，所以选项D 错误、C正确． 答案 C
原子的核式结构模型25张PPT
动画：α粒子散射
课堂小结
实验中发现极少数α粒子发生了大角度偏转，甚至反 弹回来，表明这些ɑ粒子在原子中某个地方受到了质量、 电量均比它本身大得多的物体的作用，可见：
1.原子中的正电荷、质量应都集中在一个中心上。 绝大多数α粒子不偏移→原子内部绝大部分是“空” 的。 2.少数α粒子发生较大偏转→原子内部有“核”存在。 3.极少数α粒子被弹回 表明：作用力很大；质量很大；电量集中。
教材习题解答
1、答：反射源:α粒子 金箔：被α粒子轰出的物质。 带有荧光屏的放大镜。整个装置置于真空中α
粒子打在银光屏上有微弱的光，由于放大镜能够 围绕金箔在一个圆周内运动，因此可以通过它观 察到穿过金箔后偏转角度不同的α粒子。
观察到的现象是:绝大多数α粒子穿过金箔后基 本上沿着原来方向前进，少数α粒子发生了大角 度偏转，偏转超过了90度，极少数像是被弹了回 来去。
原子
原 子核
电子
中子
质子
核外电子数
+ = 质量数A
中子数
质子数Z
原子序数 核电核数
高考链接
1、根据卢瑟福的原子核式结构模型，下列说 法正确的是（ D）
A.原子中的正电荷均匀分布在整个原子范围 内
B.原子中的质量均匀分布在整个原子范围内 C.原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原 子范围内 D.原子中的正电荷和几乎全部质量都集中在很 小的区域范围内
本节导航 一、 α粒子散射实验 二、原子核的电荷与尺度
一、α粒子散射实验
原子正负电荷分布的研究 汤姆生的原子模型
被a粒子散射实验否定 卢瑟福提出新的假设（核式结构模型）
数学推理 与实验事实的对照
卢瑟福（Lusefu）， 在他66年的生涯中，他阐 述了放射性衰变的理论， 鉴定出α粒子（氦核24He）、 β粒子（电子流-10e）和γ 射线（光子），发现了原 子核，第一次用人工的方 法将一种元素转变为另一 种元素。直接培养了11名 诺贝尔奖获得者。
4.3原子的核式结构模型
原子的核式结构模型与原子的枣糕模型的区别
核式结构模型
原子内部是非常空旷的,正电
荷集中在一个很小的核里
电子绕核高速旋转
枣糕模型
原子是充满了正电荷的球体
电子均匀嵌在原子球体内
三、原子核的电荷与尺度
1.电子数与原子序数
由于原子是电中性的，原子核所带正电荷数等于电子数。
科学家们注意到各种元素的原子核的电荷数，即原子内的电
AB中的电流方向可以改变磁场方向，从而使阴极射线的受力方向向上，
使电子束的径迹向上偏，C对。由此可知电子束的径迹与AB中的电流方
向即AB形成的磁场方向有关，D错。
E
（比荷）
m rB 2
汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的
本质是带负电的粒子流。它是构成各种物质的共有成分。
组成阴极射线的粒子被称为电子。电子是比原子更基本的
物质单元，是原子的组成部分。
由此可见电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元。
原子核
电子
金属原子
阴极射线是带负电的电子流。
2、在α粒子散射实验中，电子对α粒子运动的影响可以忽略，
这是因为与α粒子相比，电子（ D ）
A.电量太小
B.速度太小
C.体积太小
D.质量太小
3.关于卢瑟福的原子核式结构学说的内容，下列说法中正确的是（ B）
A.原子是一个质量分布均匀的球体
B.原子的质量几乎全部集中在原子核内
C.原子的正电荷和负电荷全部集中在一个很小的核内
A.导线中的电流由A流向B
B.导线中的电流由B流向A
C.若要使电子束的径迹向上偏，可以通过改变AB中电流的方向来实现
D.电子的径迹与AB中电流的方向无关
原子的核式结构模型课件
二、电子的发现
1.汤姆孙的探究
(1)让阴极射线分别通过电场和磁场,根据偏转情况,证明它是B(A.
带正电 B.带负电)的粒子流并求出了它的比荷。
(2)换用不同材料的阴极做实验,所得比荷的数值都相同。证明这
种粒子是构成各种物质的共有成分。
(3)进一步研究新现象,不论是由于正离子的轰击,紫外光的照射,
金属受热还是放射性物质的自发辐射,都能发射同样的带电粒子—
核库仑斥力的作用,所以选项D错误,C正确。
答案:C
—电子。由此可见,电子是原子的组成部分,是比原子更基本的物
质单元。
2.密立根“油滴实验”
(1)精确测定电子电荷。
(2)电荷是量子化的。
3.电子的有关常量
→电性:负电
→电量: = 1.602 × 10-19 C,与氢离子
组成
阴极射线
电子 带电量相同
成分
→质量:e = 9.1 × 10-31 kg
四、α粒子散射实验
1.α粒子
α粒子是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子,含有两个
单位的正电荷,质量为氢原子质量的4倍。
2.实验方法
用α粒子源发射的α粒子束轰击金箔,用带有荧光屏的放大镜,在
水平面内不同方向对散射的α粒子进行观察,根据散射到各方向的α
粒子所占的比例,可以推知原子中正、负电荷的分布情况。
很小,但几乎占有全部质量,电子在正电体的外面运动。
2.原子核的电荷与尺度
原子结构
问题探究
1.1808年,英国化学家道尔顿根据化学实验的结果,发表了“原子
论”,说明物体是由原子组成的,同时他又断定:原子就像一个实心球,
是不能分割的,他的这种观点现在看来正确吗?
人教版选修3《原子的核式结构模型》教案及教学反思
人教版选修3《原子的核式结构模型》教案及教学反思本文主要介绍人教版选修3《原子的核式结构模型》的教案及教学反思。
这是一门重要的高中物理课程，在理解和掌握原子核的基本原理方面起到了至关重要的作用。
教学目标通过本课程的学习，学生应该能够：1.掌握原子核的基本结构和核力的作用；2.了解原子核的基本性质，包括质量数、原子序数和同位素概念；3.掌握原子核的衰变过程，并了解主要的衰变方式；4.了解核反应和核能源的基本原理。
教学重难点本课程的重点和难点如下：1.原子核的基本结构和核力的作用；2.质量数、原子序数和同位素的概念；3.核衰变和主要衰变方式；4.核反应和核能源的基本原理。
教学内容第一节：原子核的基本结构和核力的作用教学目标1.理解原子核的基本结构；2.掌握原子核的基本性质；3.了解核力的作用。
1.原子核的基本结构；2.原子核的基本性质。
教学难点核力的作用。
教学方法讲解和实验演示相结合，让学生通过观察和实验来理解原子核的基本结构和核力的作用。
教学过程1.讲解原子核的基本结构和性质；2.实验演示，让学生观察和探究原子核的基本性质；3.讲解核力的作用。
第二节：质量数、原子序数和同位素的概念教学目标1.掌握质量数、原子序数和同位素的概念；2.了解同位素的性质和应用。
教学重点1.质量数、原子序数和同位素的概念；2.同位素的性质和应用。
教学难点同位素的性质和应用。
教学方法讲解和实验演示相结合，让学生通过观察和实验来掌握质量数、原子序数和同位素的概念，并了解同位素的性质和应用。
1.讲解质量数、原子序数和同位素的概念；2.实验演示，让学生通过观察和探究来了解同位素的性质和应用。
第三节：核衰变和主要衰变方式教学目标1.掌握核衰变的基本原理；2.了解主要的核衰变方式。
教学重点1.核衰变的基本原理；2.主要的核衰变方式。
教学难点主要的核衰变方式。
教学方法讲解和实验演示相结合，让学生通过实验来了解核衰变的基本原理，并掌握主要的核衰变方式。
原子的核式结构模型
原子的核式结构模型一、背景在深入研究原子的内部结构后，科学家们得出了一种关于原子构造的理论，即核式结构模型。
这个模型揭示了原子中心的秘密，为我们打开了理解物质世界的新视角。
二、核式结构模型的提出19世纪末，卢瑟福通过α粒子散射实验，发现原子中心有一个密集的原子核，其体积仅占据原子体积的几千分之一。
同时，他发现原子核周围环绕着电子，这些电子沿着轨道运动，就像行星围绕太阳运动一样。
这一发现，彻底改变了我们对原子的理解。
三、核式结构模型的内容核式结构模型的主要内容是：原子由一个位于中心的原子核和核外电子组成，电子在特定轨道上运动，并受到原子核的吸引。
原子核由质子和中子组成，其质量约占原子质量的99.9%，而电子的质量几乎可以忽略不计。
因此，原子的大部分体积是由原子核占据的。
四、核式结构模型的意义核式结构模型的提出，为我们理解原子的性质和行为提供了基础。
它解释了为什么原子在化学反应中会形成稳定的化合物，为什么元素之间会有不同的化学亲和力等等。
这一模型成为了现代化学的基础，为我们的科技发展提供了重要的理论基础。
五、结论总的来说，原子的核式结构模型是科学史上的一个重大突破，它为我们打开了理解物质世界的新视角。
然而，随着科技的发展，我们还需要更深入的研究和探索，以揭示原子内部的更多秘密。
让我们期待更多的科学发现，以更好地理解这个美丽的物质世界。
原子的核式结构模型一、背景在深入研究原子的内部结构后，科学家们得出了一种关于原子构造的理论，即核式结构模型。
这个模型揭示了原子中心的秘密，为我们打开了理解物质世界的新视角。
二、核式结构模型的提出19世纪末，卢瑟福通过α粒子散射实验，发现原子中心有一个密集的原子核，其体积仅占据原子体积的几千分之一。
同时，他发现原子核周围环绕着电子，这些电子沿着轨道运动，就像行星围绕太阳运动一样。
这一发现，彻底改变了我们对原子的理解。
三、核式结构模型的内容核式结构模型的主要内容是：原子由一个位于中心的原子核和核外电子组成，电子在特定轨道上运动，并受到原子核的吸引。
名师教学设计《原子的核式结构模型》完整教学教案
名师教学设计《原子的核式结构模型》完整教学教案一、教学目标1. 让学生了解原子的核式结构模型的概念及其发展过程。
2. 使学生掌握原子核和电子云的基本性质和相互作用。
3. 培养学生的实验操作能力和科学思维。
二、教学内容1. 原子的核式结构模型的提出2. 原子核和电子云的基本性质3. 原子核式结构模型的验证实验4. 原子核式结构模型在现代物理中的应用5. 原子核式结构模型的意义和局限性三、教学方法1. 采用讲授法，讲解原子的核式结构模型的概念、发展过程及其应用。
2. 利用多媒体演示原子核式结构模型的实验现象和原理。
3. 引导学生进行分组讨论，分析原子核式结构模型的验证实验结果。
4. 组织学生进行实验操作，培养学生的实践能力。
5. 采用提问、答疑等方式，激发学生的思考和探究兴趣。
四、教学准备1. 教学课件和视频资料。
2. 实验器材和试剂。
3. 分组讨论的指导材料。
五、教学过程1. 导入：通过回顾原子的基本概念，引导学生思考原子的内部结构。
2. 讲解：讲解原子的核式结构模型的提出背景、发展过程及其基本原理。
3. 演示：利用多媒体演示原子核式结构模型的实验现象和原理。
4. 分组讨论：引导学生分析原子核式结构模型的验证实验结果，培养学生的科学思维。
5. 实验操作：组织学生进行实验，使学生掌握原子核式结构模型的实际应用。
6. 总结：总结原子的核式结构模型的意义、局限性和在现代物理中的应用。
7. 作业布置：布置相关思考题和练习题，巩固所学知识。
8. 课后辅导：针对学生疑问进行解答，指导学生完成作业。
9. 课程反馈：收集学生对教学过程和教学内容的反馈意见，不断改进教学方法。
10. 教学评价：通过对学生的作业、实验表现和课堂讨论等方面的评价，了解学生对原子核式结构模型的掌握程度。
六、教学评估1. 评估内容：学生对原子的核式结构模型的理解、实验操作能力和科学思维的培养。
2. 评估方法：通过学生的作业、实验报告、课堂讨论和提问等方式进行评估。
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原子的核式结构模型
【学习目标】
1、知识与技能
（1）了解原子结构模型建立的历史过程及各种模型建立的依据；（2）知道粒子散射实验的实验方法和实验现象，及原子核式结构模型的主要内容。
2、过程与方法
（1）通过对粒子散射实验结果的讨论与交流，培养学生对现象的分析中归纳中得出结论的逻辑推理能力；
（2）通过核式结构模型的建立，体会建立模型研究物理问题的方法，理解物理模型的演化及其在物理学发展过程中的作用；
（3）了解研究微观现象。
3、情感、态度与价值观
（1）通过对原子模型演变的历史的学习，感受科学家们细致、敏锐的科学态度和不畏权威、尊重事实、尊重科学的科学精神；
（2）通过对原子结构的认识的不断深入，使学生认识到人类对微观世界的认识是不断扩大和加深的，领悟和感受科学研究方法的正确使用对科学发展的重要意义。
【自主学习】
填一填：卢瑟福对α粒子散射实验中少数粒子大角度偏转分析后提出了原子的核式结构模型，即占因原子质量绝大部分的带正电的物质体积很小而被称为原子核，其半径R的数量级为10-15m。
通过α粒子散射实验确定各元素原子核的电荷量，从而推断原子内的电子数。
【典例剖析】
[例题1] 在α粒子散射实验中，当α粒子最接近原子核时，α粒子符合下列哪些情况( )
A．动能最小
B．势能最小
C．α粒子与原子核组成的系统能量最小
D．所受原子核斥力最大
[例题2]实验测得α粒子与金核作对心碰撞时所能达到的离金核的最小距离约为2×10—14m，由此数据估算金核的密度（金原子序数79，质量数197）。
【课堂训练】
1.下列叙述中，符合物理学史实的是
A.汤姆生发现了电子，并由此提出了原子的核式结构学说
B.卢瑟福做了α粒子散射实验，并据此了解了原子核的组成
C.约里奥·居里夫人用α粒子轰击铝核，发现了中子和正电子
D.贝克勒耳首先发现了天然放射现象，揭开了人们认识、研究原子核结构的序幕
解析：汤姆生发现了电子，提出了“枣糕式”原子模型，故A错.卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了“核式”原子结构模型.故B错.约里奥·居里夫人用α粒子轰击铝核，发现了人工放射性同位素，故C
错.
2.（2001年上海高考）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.原子的全部正电荷和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
解析：卢瑟福原子核式结构理论的主要内容是：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都是集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕核旋转，故B错ACD对.
3．如图2所示，为α粒子散射实验的示意图，A点为某α粒子运动中离原子核最近的位置，则该α粒子在A点具有
图2
α粒子
原子核
A
A．最大的速度
B．最大的加速度
C．最大的动能
D．最大的电势能
解析：α粒子在接近原子核的过程中受到原子核库仑排斥力的作用，这个力对α粒子做负功，使α粒子的速度减小，动能减小，电势能增大，显然，正确选项应该为BD
4．（2008年上海）1991年卢瑟福依据α粒子散射实验中α粒子发
生了＿＿＿＿（选填“大”或“小”）角度散射现象，提出了原子的核
式结构模型.若用动能为1MeV的α粒子轰击金箔，则其速度约为＿＿＿
＿＿m/s.（质子和中子的质量均为1.67×10－27kg，1MeV=1×106eV）解析：根据α粒子散射实验现象，α粒子发生了大角度散射.
同时根据：
代入数据
答案：大，6.9×106
5.对α粒子散射实验装置的描述
①主要实验器材有：放射源、金箔、荧光屏、显微镜
②金箔的厚薄对实验无影响
③如果改用铝箔就不能发生散射现象
④实验装置放在真空中
以上说法正确的是
A.①②
B.③④
C.①④
解析：α粒子散射实验是指用α粒子轰击很薄的金箔（或铝箔）物
质层，通过观察α粒子穿过物质层后的偏转情况，获得原子结构的信
息.为准确观察α粒子偏转情况，荧光屏和显微镜能够围绕金箔转动，
且整个装置放在真空容器中.
6.在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，
其原因是
A.原子的绝大部分质量和全部正电荷集中在一个很小的核上
B.正电荷在原子中是均匀分布的
C.原子中存在着带负电的电子
D.原子只能处在一系列不连续的能量状态中
解析：由于原子的全部正电荷和绝大部分质量都集中在一个很小的
核上，当α粒子穿过原子时，接近或正碰原子核的机会极少，所以只能
有少数的α粒子发生大角度偏转.
7．根据粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个粒子的运动轨迹。
在粒子从a运动到b、再运动到c的过程中，下列说法正确的是( )
A．动能先增大，后减小
B．电势能先减小，后增大
C．电场力先做负功，后做正功，总功等于零
D．加速度先变小，后变大
解析：粒子带正电荷，所以原子核对 粒子的电场力先做负功后正功，电势能先增大后减小，电场力先变大后变小，所以加速度先变大后变小。
正确答案为C。