原子的核式结构模型(公开课)教程文件
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原子的核式结构模型 课件
意应用其电场线和等势面的特点.
(2)理解建立核式结构模型的要点 ①核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变. ②汤姆孙模型不能解释α粒子的大角度散射. ③少数α粒子发生了大角度偏转,甚至反弹回来,表明这些α粒 子在原子中的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. ④绝大多数α粒子在穿过厚厚的金原子层时运动方向没有明显 变化,说明原子中绝大部分是空的.原子的质量、电量都集中在 体积很小的核上.
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. (2)原子的核式结构与原子的枣糕模型的根本区别
2.原子的核式结构模型对α粒子散射实验结果的解释： (1)当α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力 很小，α粒子就像穿过“一片空地”一样，无遮无挡，运动 方向改变很小，因为原子核很小，所以绝大多数α粒子不发 生偏转. (2)只有当α粒子十分接近原子核穿过时，才受到很大的库仑 力作用，偏转角才很大，而这种机会很少.
(3)如果α粒子正对着原子核射来，偏转角几乎达到180°， 这种机会极少，如图所示.
卢瑟福根据α粒子散射实验估算出了原子核半径的数 量级为10-15 m.
【典例1】如图所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验 的装置示意图,荧光屏和显微镜一起分别放在图中A、B、C、D 四个位置时,观察到的现象,下述说法中正确的是( )
【解题指导】解答该题应注意以下关键点 (1)根据力和速度的夹角关系判断功的正负 (2)根据力的大小判断加速度的大小 (3)根据功能关系判断动能的变化、电势能的变化 【标准解答】选C.α粒子受到原子核的库仑力为斥力，当由a 到b时，库仑力变大,做负功，再由b到c时，库仑力减小，做 正功.故加速度先增大再减小，动能先减小后增大，电势能先 增大再减小，又因a、c在同一等势面上，故总功为零，故C 对，A、B、D均错.
原子的核式结构模型课件
典例1 如图为α粒子散射实 验装置的示意图，荧光屏和 显微镜在图中的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
解答本题应把握以下两点： (1)明确实验装置中各部分的组成及作用. (2)弄清实验现象，知道“绝大多数”、“少数”和“极少 数”α粒子的运动情况.
【规范解答】选C.根据α粒子散射实验的现象，绝大多数α 粒子穿过金箔后，基本上沿原方向前进，因此在A位置观察 到的闪光次数最多，故A正确，少数α粒子发生大角度偏转， 因此从A到D观察到的闪光次数会逐渐减少，因此B、D正 确，C错.
1.α粒子散射实验的装置是怎样的? 提示:实验装置如图所示，由α粒子放射源、金箔、荧光屏 等组成.
放射源放出快速运动的α粒子,α粒子通过金箔时被散射,打 在荧光屏上,荧光屏上带有放大镜,可以在水平面内转动,整 个装置封闭在真空内.
2.α粒子散射实验中,看到了怎样的现象? 提示: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 粒子发生了较大的偏转,偏转角度甚至 大于90°,也就是说它们几乎被“撞了 回来”，如图所示.
3.原子的核式结构模型的内容有哪些? 提示:(1)在原子中心有一个很小的核叫原子核，原子全部的 正电荷和几乎全部质量都集中在核里. (2)带负电的电子在核外空间绕核旋转. 4.核式结构模型如何解释α粒子散射实验的结果? 提示:(1)由于原子核很小,大多数α粒子穿过金箔时都离核很 远,受到的斥力很小,它们的运动几乎不受影响. (2)只有极少数α粒子有机会与原子核接近，明显地受到原 子核的斥力而发生大角度的偏转.
原子的核式结构模型课件
它集中了全部的正电荷和几乎全部的质量,电子在核外空间运动。
原子的核式结构模型
5
预习交流 2
如何用原子的核式结构模型对 α 粒子散射实验结果进行解释?
答案:(1)当 α 粒子穿过原子时,如果离核较远,受到原子核的斥力
很小,α 粒子就像穿过“一片空地”一样,无遮无挡,运动方向改变很小,
因为原子核很小,所以绝大多数 α 粒子不发生偏转。
11
原子的核式结构模型
12
在α粒子散射实验中,我们并没有考虑α粒子跟电子碰撞,这是因
为(
)
A.电子体积非常小,以至于α粒子碰不到它
B.α粒子跟电子碰撞时,损失的能量很小,可以忽略
C.α粒子跟各个电子碰撞的效果相互抵消
D.电子在核外均匀分布,所以α粒子受电子作用的合外力为零
解析:α粒子与电子相碰就如同飞行的子弹与灰尘相碰,α粒子几
附近时的示意图,A、B、C 三点分别位于两个等势面上,则以上说法
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 处的速度比在 C 处的速度小
原子的核式结构模型
21
解析:由能量守恒定律可知,对于 A、B、C 三点,A、C 位于原子
否定了。
原子的核式结构模型
2
预习交流 1
汤姆孙发现电子之后,人们立刻进行建立各种原子模型的尝试,
你都知道有哪些典型的模型呢?
原子是由质子、中子和电子组成的
原子的核式结构模型
3
答案:(1)勒纳德的动力子模型:原子内部的电子与相应的正电荷
组成一个中性的“刚性配偶体”,他取名为动力子,无数动力子漂浮于
原子的核式结构模型
5
预习交流 2
如何用原子的核式结构模型对 α 粒子散射实验结果进行解释?
答案:(1)当 α 粒子穿过原子时,如果离核较远,受到原子核的斥力
很小,α 粒子就像穿过“一片空地”一样,无遮无挡,运动方向改变很小,
因为原子核很小,所以绝大多数 α 粒子不发生偏转。
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原子的核式结构模型
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在α粒子散射实验中,我们并没有考虑α粒子跟电子碰撞,这是因
为(
)
A.电子体积非常小,以至于α粒子碰不到它
B.α粒子跟电子碰撞时,损失的能量很小,可以忽略
C.α粒子跟各个电子碰撞的效果相互抵消
D.电子在核外均匀分布,所以α粒子受电子作用的合外力为零
解析:α粒子与电子相碰就如同飞行的子弹与灰尘相碰,α粒子几
附近时的示意图,A、B、C 三点分别位于两个等势面上,则以上说法
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 处的速度比在 C 处的速度小
原子的核式结构模型
21
解析:由能量守恒定律可知,对于 A、B、C 三点,A、C 位于原子
否定了。
原子的核式结构模型
2
预习交流 1
汤姆孙发现电子之后,人们立刻进行建立各种原子模型的尝试,
你都知道有哪些典型的模型呢?
原子是由质子、中子和电子组成的
原子的核式结构模型
3
答案:(1)勒纳德的动力子模型:原子内部的电子与相应的正电荷
组成一个中性的“刚性配偶体”,他取名为动力子,无数动力子漂浮于
原子的核式结构模型课件
6、卢瑟福原子核式构造理论旳主要内容有
（ ACD）
A、原子旳中心有个核，叫做原子核
B、原子旳正负电荷都均匀分布在整个原子中
C、原子旳全部正电荷和几乎全部质量都集中 在原子核里
D、带负电旳电子在核外绕核旋转
7、（97全国）在卢瑟福旳 粒子散射试验中， 有少数粒子发生大角度偏转，其原因是（ A）
A、原子旳正电荷和绝大部分质量集中在一种很 小旳核上 B、正电荷在原子中是均匀分布旳 C、原子中存在着带负电旳电子 D、原子只能处于一系列不连续旳能量状态中
2．卢瑟福原子核式构造模型 3．原子核与原子大小旳数量级
你掌握了吗？
课堂练习：
• 1、提出原子核式构造模型旳科学家是（ C）
A、汤姆孙 B、法拉第 C、卢瑟福 D、奥斯特
2.在用α粒子轰击金箔旳试验中，卢瑟福观察到旳α 粒子旳运动情况是（ B）
A、全部α粒子穿过金属箔后仍按原来旳方向迈 进
B、绝大多数α粒子穿过金属箔后仍按原来旳方 向迈进，少数发生较大偏转，极少数甚至被弹回
18.2原子旳核式构造模型
历史回忆
电子是原子旳构成部 分，因为电子是带负 电旳，而原子又是中 性旳，所以推断出原 子中还有带正电旳物 质，几乎占有原子旳 全部质量。 me=9.109×10-31Kg e=1.602×10-19C
思索：那么，这两 J.J.汤姆孙，1857-1940，种物质是怎样构成 英国物理学家，电子 原子旳呢？ 旳发觉者。
从经典物理学旳角度看，汤姆孙旳模型是很成功旳。 解释原子是电中性旳，电子在原子里是怎样分布旳，解释 原子为何会发光，能估计出原子旳大小约为一亿分之一厘 米。
以汤姆孙为首旳英国剑桥学派，在原 子物理学上所取得旳这些惊人成就， 使欧洲大陆上旳物理学家都拜倒在他 们旳脚下。他旳学生卢瑟福也接受了 汤姆孙旳原子模型，1923年卢瑟福提
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?
原子的核式结构模型(公开课)
α 粒子穿过金箔时，相当于穿过几千个金原子的厚度，但它们
的运动方向没发生明显的变化，这个现象表明α 粒子在穿过时
基本上没有受到力的作用，说明原子中的绝大部分是空的，原
子的质量和电量都集中在体积很小的核上。
深化拓展
逻辑推理
得出结论
卢瑟福的原子核式结构模型：
原子是球形的，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
卢 瑟 福 原 子 核 式 模 型 行星式
谢谢各位专家、老 师和同学！
一百多年前：
19世纪末：
e/me=1.76×1011C/kg e=1.602×10-19C me=9.109×10-31Kg
学导结合
回顾历史，探究定律
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，几乎占有 原子的全部质量。
思考：那么，这两种物质是怎样构成原子的呢？ 请同学们带着上述 问题阅读课本P 51图 18.2-1左边一段的内容, 回答问题：
请回答：汤姆孙是如何描述原子结构的？
一.汤姆孙的原子模型
正电荷
原子是一个球体，正电荷均匀分布在 球体中，电子镶嵌在正电荷液体中， 就象枣点缀在一块蛋糕里一样，所以 又被人们称为“西瓜模型”或“枣糕 模型”。
电子
学导结合
循序渐进 探究规律
用什么方法去研究象原子这样的微观粒 子的内部结构呢？
用其他微观粒子或一些射线轰击
1909年～1911年英国科学家卢瑟福和他的助手进行了著名
的α粒子散射实验，使人们对原子的内部结构有了新的认识。
问题：
问题驱动 逻辑推理
按汤姆孙的原子模型，α粒子穿过金箔后应如 何运动？
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。
【公开课课件】高中物理：原子的核式结构模型
新课讲授
二、原子的核式结构模型
2.α粒子散射实验
（1）实验装置：
新课讲授
二、原子的核式结构模型
2.α粒子散射实验
（2）实验现象： 实验发现，绝大多数α粒子穿过金箔后，
基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒 子（约占 1/8 000 ）发生了大角度偏转， 极少数偏转的角度甚至大于90°，也就是说， 它们几乎被撞了回来.
课堂练习
【答案】B 【详解】A．阴极射线是电子流，J .J .汤姆孙测出了电子的比荷，密立根精确测定了电子电荷量，故 A 错误。 B．J .J .汤姆孙认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布于整个球内; 该理论无法解释α粒子散射 现象，后被卢瑟福核式结构模型所取代，故 B 正确。 C．通过α粒子散射实验可以估算出原子核尺度数量级为 10-15 m，故 C 错误。 D．卢瑟福根据α粒子散射实验指出原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的区域—— 原子核，故 D 错误。 故选 B。
质子质量与电子质量的比值为： mp 1836 me
新课讲授
思考与讨论：
通常情况下，物质是不带电的，因此，原子应该是电中性的。既然 电子是带负电的，质量又很小，那么，原子中一定还有带正电的部分， 它具有大部分的原子质量。请你设想一下，原子中带正电的部分以及带 负电的电子可能是如何分布的？
新课讲授
新课讲授 2.判断阴极射线是否带电
（1）阴极射线过电场实验
新课讲授 2.判断阴极射线是否带电
（2）阴极射线过磁场实验
新课讲授 3.阴极射线粒子比荷测量 （1）施加电场E之后，射线发生偏转并射到屏上P2处。
结论：所受电场力方向向下，粒子带负电。
新课讲授 3.阴极射线粒子比荷测量 （2）再加磁场抵消阴极射线的偏转，使它从P2点回到P1，需要在两块金属板之间的区 域再施加一个大小、方向合适的磁场。
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过程中两者动量变化相等，因α粒子的质量是电子质量的7300
倍，撞前后α粒子速度几乎不变，而质量小的电子速度发生改
变。因此，α粒子撞电子时不会出现被反弹回来的现象。发生
非对心碰撞时，α粒子也不会出现大角度偏转。可见，电子对
α粒子在速度的大小、方向上的改变是十分微小的。
（2）按汤姆孙的原子模型，正电荷在原子内部分布均匀，α粒子 穿过原子时，由于粒子两侧正电荷对它的斥力有相当大的一部 分相抵削，使α粒子偏转的力也不会很大，α粒子散射现象说 明了汤姆孙的原子模型不符合原子结构的实际情况。
当堂达标
问题驱动 逻辑推理
1．有关α粒子散射实验，下列说法中正确的是（ABD）
A 绝大多数α粒子穿过金箔后不改变方向；
B α粒子碰到电子后运动方向几乎不发生改变；
C α粒子散射实验，肯定了汤姆孙的原子结构模型；
D α粒子散射实验，是卢瑟福原子核式结构模型的实验依
据。
问题驱动 逻辑推理
2．下列对原子的结构的认识中正确的是（ AB ） A 原子中绝大部分是空的，原子核很小； B 电子在核外旋转，库仑力提供向心力； C 原子的全部正电荷和全部质量都集中在原子核里； D 原子核的直径大约为10-10m
一百多年前： 化学反应中原子的种类和数目不变，原子是组成 物质的最小微粒；
19世纪末： 汤姆孙研究阴极射线时首次发现了电子，获知电子是 原子的组成部分，原子不是构成物质的最小微粒，原 子也有内部结构。
e/me=1.76×1011C/kg e=1.602×10-19C me=9.109×10-31Kg
3.下列说法中正确的是（ ） A.卢瑟福提出的原子的核式结构学说也具有一定的局限性
B.α粒子散射实验揭示了原子的全部正电荷都集中在原子核里
C.汤姆生发现电子揭示了原子核内部有复杂结构 D.卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构
4、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（
。
问题：
问题驱动 逻辑推理
1.α粒子散射实验的结果与汤姆生原子模型得出的结论 是否相符？说明你的理由。 2.原子内部的正电荷应该如何分布才能形成α粒子的大 角度散射呢？ 3. 请大家分析一下，卢瑟福是如何解释α粒子散射实验 的？
卢瑟福α粒子散射实验的解释
深化拓展
问题驱动 逻辑推理
（1）电子不可能使α粒子发生大角度散射。α粒子跟电子碰撞
）
A、原子的正电荷和绝大部分质量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、原子只能处于一系列不连续的能量状态中
跟进反思
问题驱动 逻辑推理
卢瑟福原子的核式结构模型的建立过程 卢
汤
汤
瑟
姆 孙
姆 孙
α粒子散射实验
福 原
发
原
子
现
子
核
电
模
式
子
型
模
型
枣糕式
行星式
谢谢各位专家、老 师和同学！
汤姆孙原子枣糕模型能解释当时发现的一些
现象，如原子的发光等，因而曾被广泛接受。
但勒纳德1903年做了一个实验，使电子束射 到金属模上，发现较高速度的电子很容易穿透原 子。看来原子不是一个实心球体。稍后一些的α 粒子散射实验则完全否认了汤姆孙的原子模型。
学导结合
设计实验 探究规律
1909年～1911年英国科学家卢瑟福和他的助手进行了著名
学导结合
回顾历史，探究定律
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，几乎占有 原子的全部质量。
思考：那么，这两种物质是怎样构成原子的呢？
请同学们带着上述 问题阅读课本P 51图 18.2-1左边一段的内容, 回答问题：
请回答：汤姆孙是如何描述原子结构的？
深化拓展
逻辑推理 得出结论
卢瑟福的原子核式结构模型：
原子是球形的，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 子在核外的空间运动。
原子核的核式结构
❖
原子
体育场
根据卢瑟福的原子结构模
原子核 型，原子内部是十分“空旷”
的，举一个简单的例子：
新课标人教版物理选修3-5
第十八章 原子结构
2 原子的核式结构
目标展示
目标导引 学导结合
❖1.了解原子结构认识的历史历程， 感受科学探究精神。
❖2.理解ɑ粒子散射实验原理，知道 实验现象。
❖3.能用原子的核式结构解释ɑ粒子 散射实验现象。
学导结合
历史回顾
目标导引 学导结合
公元前5世纪： 希腊哲学家提出物质是由不可分的微粒组成的；
一.汤姆孙的原子模型 正电荷
原子是一个球体，正电荷均匀分布在 球体中，电子镶嵌在正电荷液体中， 就象枣点缀在一块蛋糕里一样，所以 又被人们称为“西瓜模型”或“枣糕 模型”。
电子
学导结合
循序渐进 探究规律
用什么方法去研究象原ຫໍສະໝຸດ 这样的微观粒 子的内部结构呢？用其他微观粒子或一些射线轰击
学导结合
循序渐进 探究规律
的α粒子散射实验，使人们对原子的内部结构有了新的认识。
问题：
问题驱动 逻辑推理
按汤姆孙的原子模型，α粒子穿过金箔后应如 何运动？
问题：
问题驱动 逻辑推理
α粒子散射实验的结果是什么？
绝大多数 α粒子穿过金箔后几乎仍沿原来的方向前进或偏
转很小；
少数 α粒子发生了较大的偏转， 极少数α粒子偏转角超过了90°， 有的甚至被弹回，偏角几乎达到180°
深化拓展
问题驱动 逻辑推理
（3）实验中发现少数α粒子发生大角度偏转，甚至反弹回来， 表明这些α粒子在原子中的某个地方受到了质量、电量均比 本身大的多的物体作用。
（4）金箔的厚度大约1μm，金原子的直径约3×10-10m。绝大多数 α粒子穿过金箔时，相当于穿过几千个金原子的厚度，但它们 的运动方向没发生明显的变化，这个现象表明α粒子在穿过时 基本上没有受到力的作用，说明原子中的绝大部分是空的，原 子的质量和电量都集中在体积很小的核上。