人教版高中物理选修3-5课件
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人教版高中物理选修3-5课件：17-2光的粒子性 (共70张PPT)
光电子多
，因而饱和电流大，所以饱和电流与光强成 正 比．
三、康普顿效应和光子的动量 1．光的散射 光在介质中与物体微粒的相互作用，使光的传播方向
发生改变 的现象．
2．康普顿效应 在光的散射中，除了与入射波长相同的成分外，还有波 长 更长 的成分．
3．康普顿效应的意义 康普顿效应表明光子除了具有能量之外，还具有动量， 深入揭示了光的 粒子 性的一面． 4．光子的动量 根据爱因斯坦狭义相对论中的质能方程 E＝mc2 和光子 说 ε＝hν，每个光子的质量是 hν 光子的动量是 p＝ c 或
3．光子的能量与入射光的强度：光子的能量即每个光子的 能量，其值为E＝hν(ν为光子的频率)，其大小由光的频率决 定．入射光的强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的 总能量，入射光的强度等于单位时间内光子能量与入射光子数 的乘积．
4．光电流和饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极， 回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于 一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件 下，饱和光电流与所加电压大小无关． 5．光的强度与饱和光电流：饱和光电流与入射光强度成正 比的规律是对频率相同的光照射金属产生光电效应而言的，对 于不同频率的光，由于每个光子的能量不同，饱和光电流与入 射光强度之间没有简单的正比关系．
要 点 导 学
要点一 正确理解光电效应中的五组概念
1.光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光 子不带电，光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子， 其本质是电子，光子是光电效应的因，光电子是果．
2．光电子的动能与光电子的最大初动能：光照射到金属表 面时，光子的能量全部被电子吸收，电子吸收了光子的能量， 可能向各个方向运动，需克服原子核和其他原子的阻碍而损失 一部分能量，剩余部分为光电子的初动能；只有金属表面的电 子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功，才具有最大 初动能．光电子的初动能小于或等于光电子的最大初动能．
高中物理人教版选修3-5(课件)第十七章 波粒二象性 3 粒子的波动性
动性之间的密切关系．
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[再判断] 1．光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性．( √ ) 2．光子数量越大，其粒子性越明显．( × ) 3．光具有粒子性，但光子又不同于宏观观念的粒子．( √ )
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[后思考] 由公式 E＝hν 和 λ＝hp，能看出波动性和粒子性的联系吗？ 【提示】 从光子的能量和动量的表达式可以看出，是 h 架起了粒子性与 波动性之间的桥梁．
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[合作探讨] 探讨 1：认识光的波粒二象性，应从微观角度还是宏观角度？ 【提示】 应从微观的角度建立光的行为图像，认识光的波粒二象性． 探讨 2：光在传播过程中，有的光是波，有的光是粒子，这句话正确吗？ 【提示】 不正确．光具有波粒二象性，只是有时表现为波动性，有时表 现为粒子性，并不是有的光是波，有的光是粒子．
【答案】 ACE
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1光既有波动性又有粒子性，二者是统一的. 2光表现为波动性，只是光的波动性显著，粒子性不显著而已. 3光表现为粒子性，只是光的粒子性显著，波动性不显著而已.
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粒子的波动性及物质波的实验验证
[先填空] 1．粒子的波动性 (1)德布罗意波 1924 年法国巴黎大学的德布罗意提出假设：实物粒子也具有_波__动__性___，每 一个_运__动__的粒子都与一个对应的波相联系，这种与实物粒子相联系的波称为德 布罗意波，也叫__物__质__波___．
出粒子的性质
续”“一份一份”的
(2)少量或个别光子容易显示出光 (2)光子不同于宏观观念
的粒子性
的粒子
(3)波长短的光，粒子性显著
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[再判断] 1．光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性．( √ ) 2．光子数量越大，其粒子性越明显．( × ) 3．光具有粒子性，但光子又不同于宏观观念的粒子．( √ )
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[后思考] 由公式 E＝hν 和 λ＝hp，能看出波动性和粒子性的联系吗？ 【提示】 从光子的能量和动量的表达式可以看出，是 h 架起了粒子性与 波动性之间的桥梁．
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[合作探讨] 探讨 1：认识光的波粒二象性，应从微观角度还是宏观角度？ 【提示】 应从微观的角度建立光的行为图像，认识光的波粒二象性． 探讨 2：光在传播过程中，有的光是波，有的光是粒子，这句话正确吗？ 【提示】 不正确．光具有波粒二象性，只是有时表现为波动性，有时表 现为粒子性，并不是有的光是波，有的光是粒子．
【答案】 ACE
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1光既有波动性又有粒子性，二者是统一的. 2光表现为波动性，只是光的波动性显著，粒子性不显著而已. 3光表现为粒子性，只是光的粒子性显著，波动性不显著而已.
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粒子的波动性及物质波的实验验证
[先填空] 1．粒子的波动性 (1)德布罗意波 1924 年法国巴黎大学的德布罗意提出假设：实物粒子也具有_波__动__性___，每 一个_运__动__的粒子都与一个对应的波相联系，这种与实物粒子相联系的波称为德 布罗意波，也叫__物__质__波___．
出粒子的性质
续”“一份一份”的
(2)少量或个别光子容易显示出光 (2)光子不同于宏观观念
的粒子性
的粒子
(3)波长短的光，粒子性显著
人教版高中物理选修3-5 19.8 粒子和宇宙教学课件共36张PPT
下列说法正确的是（） A原子是组成物质的不可再分的最小微粒 B原子是最大微粒 C原子有原子核和核外电子构成，质子和 中子组成了原子核 D质子属于强子，光子属于轻子
二、夸克模型:
夸克模型分别由默里·盖尔曼与乔治·茨威格 于1964年独立地提出，现代粒子物理学认为， 夸克共有6种，分别称为上夸克、下夸克、 奇夸克、粲夸克、顶夸克、底夸克，它们组
查德威克于1932年发现了中子
于是许多人认为光子、电子、质子和中子 是组成物质的不可再分的粒子并把它们叫 做“基本粒子”。
然而！ 1、科学家发现新粒子不是电子、质子和中 子组成的： 2、科学家还发现质子、中子等本身也有自 己的复杂的结构。 所以20世纪后半期起，就将“基本”二字去 掉，统称为粒子
发现新粒子
1、正电子
1930年，安德森开始通过拍摄宇宙射线穿过云
室的径迹来研究宇宙射线。他发现一种带正电的 粒子几乎和那些带负电的粒子一样频繁地出现。 这种带负电的粒子很明显就是电子，但那些带正 电的粒子显然不是质子(质子是当时所知唯一的带 正电的粒子)，因为它们在云室中不能充分电离。 最后，安德森推断“合乎逻辑的答案只有一个:这种 粒子和普通的带负电的自由电子相比，它们带有 等量的正电荷并且质量同数量级”。事实上，这种 粒子就是正电子，安德森在1932年9月宣布了它 的存在。
三、宇宙的演化: 微观与宏观相互沟通、相互支撑 诺奖获得者格拉肖：“隐藏在原子内心的， 是宇宙结构的秘密”
宇宙大爆炸理论: 宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前 一次大爆炸后膨胀形成的。 1927年，比利时 天文学家和宇宙学家勒梅特首次提出了宇宙
大爆炸假说。
宇宙的演化:
宇宙的演化:
32
大爆炸后10^-44秒宇宙，温度10 K夸克、
人教版高中物理选修3-5课件 17 光的粒子性课件
人民教育出版社 高二 |选修3-5
人民教育出版社 高二 |选修3-5
三.光电效应解释中的疑难
看课本思考两个问题： 1.什么是逸出功？ 2.经典电磁理论在哪些方便与实验结论矛盾 ？
使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫做
这种金属的逸出功。
三.光电效应解释中的疑难
人民教育出版社 高二 |选修3-5
以上三个结论都与实验结果相矛盾的，所 以无法用经典的波动理论来解释光电效应。
遏I
止 电 压
U
I
黄光（ 强） 蓝光
黄光（ 弱）
人民教育出版社 高二 |选修3-5
二.光电效应的实验规律
实验表明： 当入射光的频率减小到某一数值γc时，没 有光电子发出。
实验结论3：存在截止频率，当入射光的 频率低于截止频率时不能发生光电效应 。
二.光电效应的实验规律
实验表明： 产生光电流的时间不超过10－9s。 即光电效应发生几乎是瞬时的 实验结论4：光电效应具有瞬时性
实验表明：
U1
对于一定颜色（频率） 的光，无论光的强弱如 何，遏止电压都是一样 的。且光的频率v改变 时，遏止电压也会改变 。
遏I
止 电 压
I
黄光（ 强） 蓝光
黄光（ 弱）
U1 U2
二.光电效应的实验规律
人民教育出版社 高二 |选修3-5
实验结论2：
存在遏制电压 ，且跟 光的频率有关 ，与光 强无关 ，进而说明逸 出光电子的最大初动 能与光频率有关，与 光强无关
保持光频率不变，增大 光强，饱和电流增大
人民教育出版社 高二 |选修3-5
I
黄光（强）
Is
黄光（弱）
O
UAK
二.光电效应的实验规律
人教版高中物理选修3-5 第17章 第3节 粒子的波动性(共45张PPT)
们之所以观察不到宏观物体的波动性,是因为宏观物体对 应的波长太小的缘故.（一切实物粒子都有波动性）
(2)德布罗意是一种概率波,粒子在空间各处出现的概率受到 波动规律的支配,不要以宏观观点中的波（机械波）来理 解德布罗意波.
第12第页1共2页42 页
(3)德布罗意假说是光子的波粒二象性的一种推广,使之包括 了所有的物质粒子,即光子和实物粒子都具有粒子性,又都 具有波动性,与光子对应的是电磁波,与实物粒子对应的波 是物质波.
④光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时
往往表现为粒子性。
第6页第共6页42 页
二､粒子的波动性 1.物质波
波
德布罗意 (due de Broglie, 1892-1960)
法国物理学家，1929 年诺贝尔物理学奖获
得者，波动力学的创
始人，量子力学的奠 基人之一。
第7页第共7页42 页
答案:(1)4.0×10-10 m 6.63×10-35 m
第34第页3共4页42 页
1.对光的行为,下列说法正确的是( ) A.个别光子的行为表现为粒子性,大量光子的行为表
现为波动性
B.光的波动性是光的一种特性,不是光子之间的相互 作用引起的
C.光表现出波动性时,就不具有粒子性了,光表现出 粒子性时,就不具有波动性了
毒样貌
第23第页2共3页42 页
人类对于光的认识历程
能量量子化 普朗克
德布罗意： 粒子和波这两种观点应该以某种方式统一
第24第页2共4页42 页
父子诺贝尔奖——汤姆逊
J.J.汤姆逊 1856-1940 1906年,汤姆逊由于发现电 子和对气体放电理论和实验 做出了重大贡献获得诺贝尔 物理学奖。
是粒子.虽然光子和电子都是微观粒子,都具有波粒 二象性,但电子是实物粒子,有静止的质量;光子不 是实物粒子,没有静止的质量,电子是以实物粒子存 在的物质,而光子是以场的形式存在的物质,所以不 能说光子和电子是同样的一种粒子,大量光子的行 为往往表现出波动性,
(2)德布罗意是一种概率波,粒子在空间各处出现的概率受到 波动规律的支配,不要以宏观观点中的波（机械波）来理 解德布罗意波.
第12第页1共2页42 页
(3)德布罗意假说是光子的波粒二象性的一种推广,使之包括 了所有的物质粒子,即光子和实物粒子都具有粒子性,又都 具有波动性,与光子对应的是电磁波,与实物粒子对应的波 是物质波.
④光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时
往往表现为粒子性。
第6页第共6页42 页
二､粒子的波动性 1.物质波
波
德布罗意 (due de Broglie, 1892-1960)
法国物理学家，1929 年诺贝尔物理学奖获
得者，波动力学的创
始人，量子力学的奠 基人之一。
第7页第共7页42 页
答案:(1)4.0×10-10 m 6.63×10-35 m
第34第页3共4页42 页
1.对光的行为,下列说法正确的是( ) A.个别光子的行为表现为粒子性,大量光子的行为表
现为波动性
B.光的波动性是光的一种特性,不是光子之间的相互 作用引起的
C.光表现出波动性时,就不具有粒子性了,光表现出 粒子性时,就不具有波动性了
毒样貌
第23第页2共3页42 页
人类对于光的认识历程
能量量子化 普朗克
德布罗意： 粒子和波这两种观点应该以某种方式统一
第24第页2共4页42 页
父子诺贝尔奖——汤姆逊
J.J.汤姆逊 1856-1940 1906年,汤姆逊由于发现电 子和对气体放电理论和实验 做出了重大贡献获得诺贝尔 物理学奖。
是粒子.虽然光子和电子都是微观粒子,都具有波粒 二象性,但电子是实物粒子,有静止的质量;光子不 是实物粒子,没有静止的质量,电子是以实物粒子存 在的物质,而光子是以场的形式存在的物质,所以不 能说光子和电子是同样的一种粒子,大量光子的行 为往往表现出波动性,
【人教版高中物理选修3-5】第17章波粒二象性课件
紫
普朗 克线
外 灾 难
瑞利--金斯线
维恩线
o1 2 3 4 5
6 78
/μm
人教版高中物理选修3-5
第17章 波粒二象性
3.能量子假说：辐射黑体分子、原子的振动可看
作谐振子，这些谐振子可以发射和吸收辐射能。但
是这些谐振子只能处于某些分立的状态，在这些状
态中，谐振子的能量并不象经典物理学所允许的可
第17章 波粒二象性
普朗克后来又为这种与经典物理格格不入的观 念深感不安，只是在经过十多年的努力证明任何复 归于经典物理的企图都以失败而告终之后，他才坚 定地相信h的引入确实反映了新理论的本质。
1918年他荣获诺贝尔物理学奖。
他的墓碑上只刻着他的姓名和
h 6.6261034 焦 秒
人教版高中物理选修3-5
人教版高中物理选修3-5
第17章 波粒二象性
普朗克的能量子假说和黑体辐射公式
1.黑体辐射公式 1900.10.19 普朗克在德国 物理学会会议上提出一个 黑体辐射公式
M
(T )
2πh c2
3
eh / kT
1
h 6.551034 Js
M.Planck 德国人 1858－1947
人教版高中物理选修3-5
固体在温度升高时颜色的变化
800K
1000K
1200K
1400K
人教版高中物理选修3-5
一、 热辐射及其特点
1. 热辐射
第17章 波粒二象性
由于分子热运动导致物体辐射电磁波 温度不同时 辐射的波长分布不同
例如：铁块 温度 从看不出发光到暗红到橙色到黄白色
这种与温度有关的辐射 称为热辐射 热辐射 --- 热能转化为电磁能的过程
人教版高中物理选修3-5：能量量子化课件
《波粒二象性》 之
《能量量子化》
高中物理选修3-5
（1831〜1879，出生于苏格兰爱丁堡，英国 物理学家、数学家，经典电磁学理论的创始 人 ，预言了电磁波的存在）
（1857－1894，德国物理学家，于1886年首 先证实了电磁波的存在，故频率的国际单位制 单位赫兹以他的名字命名。）
固体在温度升高 时颜色的变化：
(T )
2πh c2
3
eh / kT
1
实验值
普朗克
h=6.626×10-34J·s， 后人称之为普朗克 常量.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 λ (μ m)
能量对比
宏观 微观 经典 量子
维恩公式
瑞利
金斯
（1842-1919， 英国物理学家）
（1877-1946， 英国物理学家）
普朗克理论 :
在发射和吸收能量的时一份的（分立的）。
能量是h 的整数倍。
M.Planck
德国物理学家
1858－1947
h 能量子：
hc
e0(,T )
M
800K
1000K
1200K 1400K
黑体 模型
黑体辐射的实验规律
辐射强度
λ 0 1 2 3 4 5 6 (μm)
物理学的“两朵乌云”之一
两种 维恩公式: 短波适合;长波不符合 理论: 瑞利-金斯公式: 长波适合;短波荒唐 紫外灾难
M 0 (,T )
实验
瑞利-金斯公式
维恩
（1864-1928， 德国物理学家 ）
《能量量子化》
高中物理选修3-5
（1831〜1879，出生于苏格兰爱丁堡，英国 物理学家、数学家，经典电磁学理论的创始 人 ，预言了电磁波的存在）
（1857－1894，德国物理学家，于1886年首 先证实了电磁波的存在，故频率的国际单位制 单位赫兹以他的名字命名。）
固体在温度升高 时颜色的变化：
(T )
2πh c2
3
eh / kT
1
实验值
普朗克
h=6.626×10-34J·s， 后人称之为普朗克 常量.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 λ (μ m)
能量对比
宏观 微观 经典 量子
维恩公式
瑞利
金斯
（1842-1919， 英国物理学家）
（1877-1946， 英国物理学家）
普朗克理论 :
在发射和吸收能量的时一份的（分立的）。
能量是h 的整数倍。
M.Planck
德国物理学家
1858－1947
h 能量子：
hc
e0(,T )
M
800K
1000K
1200K 1400K
黑体 模型
黑体辐射的实验规律
辐射强度
λ 0 1 2 3 4 5 6 (μm)
物理学的“两朵乌云”之一
两种 维恩公式: 短波适合;长波不符合 理论: 瑞利-金斯公式: 长波适合;短波荒唐 紫外灾难
M 0 (,T )
实验
瑞利-金斯公式
维恩
（1864-1928， 德国物理学家 ）
人教版高中物理选修3-5课件 17 粒子的波动性课件
①光的干涉、衍射现象说明了光的波动性，光的偏振 现象说明光是横波． 偏振现象是横波特有的现象． ②应用:照相机镜头、立体电影、消除车灯炫光等.
说明：除从光源（如太阳、电灯等）直接发出的光以外， 我们通常看到的绝大部分光都是不同程度的偏振光.
4.偏振光的产生方 式
人民教育出版社 高二 |选修3-5
如图所示，偏振片P称为起偏器，自然光通过P后成为 偏振光，偏振片Q称为检偏器，沿垂直于光的传播方 向旋转Q，光屏上光的强度发生周期性变化，透振方
A.人从右侧向左看，可以看到 彩色条纹
B.人从左侧向右看，可以看到 彩色条纹
C.彩色条纹水平排列 D.彩色条纹竖直排列
劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如 下图(甲)所示．将一块平板玻璃放置 在另一平板玻璃之上，在一端夹入两 张纸片，从而在两玻璃表面之间形成 一个劈形空气薄膜．当光垂直入射后 ，从上往下看到的干涉条纹如下图(乙 )所示，干涉条纹有如下特点：
②自然光射到两种介质的交界面上,如果光入射的方
向合适,使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°时,
反射光和折射光都是偏振光,且偏振方向相互垂直.
人民教育出版社 高二 |选修3-5
例.(全国理综卷Ⅱ)如图所示，P是一偏振片，P的透振
方向（用带有箭头的实线表示）为竖直方向.下列四种
入射光束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透
是D
A.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是水平的 B.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是竖直的 C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°,车灯玻璃的透振方向是 斜向左上45° D.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°
人民教育出版社 高二 |选修3-5
例.抽制细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，激光 束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板上的一条同 样宽度的窄缝的规律相同.下列说法正 确的是( BD) A.这是利用光的干涉现象 B.这是利用光的衍射现象 C.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝粗了 D.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝细了
说明：除从光源（如太阳、电灯等）直接发出的光以外， 我们通常看到的绝大部分光都是不同程度的偏振光.
4.偏振光的产生方 式
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如图所示，偏振片P称为起偏器，自然光通过P后成为 偏振光，偏振片Q称为检偏器，沿垂直于光的传播方 向旋转Q，光屏上光的强度发生周期性变化，透振方
A.人从右侧向左看，可以看到 彩色条纹
B.人从左侧向右看，可以看到 彩色条纹
C.彩色条纹水平排列 D.彩色条纹竖直排列
劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如 下图(甲)所示．将一块平板玻璃放置 在另一平板玻璃之上，在一端夹入两 张纸片，从而在两玻璃表面之间形成 一个劈形空气薄膜．当光垂直入射后 ，从上往下看到的干涉条纹如下图(乙 )所示，干涉条纹有如下特点：
②自然光射到两种介质的交界面上,如果光入射的方
向合适,使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°时,
反射光和折射光都是偏振光,且偏振方向相互垂直.
人民教育出版社 高二 |选修3-5
例.(全国理综卷Ⅱ)如图所示，P是一偏振片，P的透振
方向（用带有箭头的实线表示）为竖直方向.下列四种
入射光束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透
是D
A.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是水平的 B.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是竖直的 C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°,车灯玻璃的透振方向是 斜向左上45° D.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°
人民教育出版社 高二 |选修3-5
例.抽制细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，激光 束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板上的一条同 样宽度的窄缝的规律相同.下列说法正 确的是( BD) A.这是利用光的干涉现象 B.这是利用光的衍射现象 C.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝粗了 D.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝细了
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原子的核式结构模型
物理五班 李政檑
1．粒子散射实验原理、装置
• （1）粒子散射实验原理： • 汤姆生提出的西瓜原子模型是否对呢？ • 原子的结构非常紧密，用一般的方法是无法探测 它的内部结构的，要认识原子的结构，需要用高 速粒子对它进行轰击。而粒子具有足够的能量， 可以接近原子中心。它还可以使荧光屏物质发光。 如果粒子与其他粒子发生相互作用，改变了运动 方向，荧光屏就能够显示出它的方向变化。研究 高速的粒子穿过原子的散射情况，是研究原子结 构的有效手段。
（2）粒子散射实验装置
• 粒子散射实验的装置，主要由放射源、金箔、荧 光屏、望远镜和转动圆盘几部分组成。粒子散射 实验在课堂上无法直接演示，希望借助多媒体系 统，利用动画向学生模拟实验的装置、过程和现 象，使学生获得直观的切身体验，留下深刻的印 象。通过多媒体重点指出，荧光屏和望远镜能够 围绕金箔在一个圆周上运动，从而可以观察到穿 透金箔后偏转角度不同的粒子。并且要让学生了 解，这种观察是非常艰苦细致的工作，所用的时 间也是相当长的。
3．原子核的电荷与大小
• 原子的半径在10-10m左右，原子核的大小在1015～10-14m左右．原子核的半径只相当于原子半 径的万分之一，体积只相当于原子体积的万亿分 之一。
半径大小（数量 级）
类 比
类 比
原子
10-10m
足球场பைடு நூலகம்
原子核
10-15~10-14m
一枚硬币
小结
• 实验中发现极少数ɑ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， 可见原子中的正电荷、质量应都集中在一个中心 上。 • ①绝大多数粒子不偏移→原子内部绝大部分是 “空”的。 • ②少数粒子发生较大偏转→原子内部有“核”存 在。 • ③极少数粒子被弹回 • 表明：作用力很大；质量很大；电量集中。
（3）实验的观察结果
• • • • 入射的粒子分为三部分： 1.大部分沿原来的方向前进， 2.少数发生了较大偏转， 3.极少数发生大角度偏转。
问题
• 用汤姆生的西瓜模型能否解释ɑ 粒子大角度 散射？ • （1）粒子出现大角度散射有没有可能是与 电子碰撞后造成的？ • （2）按照西瓜模型，粒子在原子附近或穿 越原子内部后有没有可能发生大角度偏转？ • （3）你认为原子中的正电荷应如何分布， 才有可能造成ɑ粒子的大角度偏转？为什么？
物理五班 李政檑
1．粒子散射实验原理、装置
• （1）粒子散射实验原理： • 汤姆生提出的西瓜原子模型是否对呢？ • 原子的结构非常紧密，用一般的方法是无法探测 它的内部结构的，要认识原子的结构，需要用高 速粒子对它进行轰击。而粒子具有足够的能量， 可以接近原子中心。它还可以使荧光屏物质发光。 如果粒子与其他粒子发生相互作用，改变了运动 方向，荧光屏就能够显示出它的方向变化。研究 高速的粒子穿过原子的散射情况，是研究原子结 构的有效手段。
（2）粒子散射实验装置
• 粒子散射实验的装置，主要由放射源、金箔、荧 光屏、望远镜和转动圆盘几部分组成。粒子散射 实验在课堂上无法直接演示，希望借助多媒体系 统，利用动画向学生模拟实验的装置、过程和现 象，使学生获得直观的切身体验，留下深刻的印 象。通过多媒体重点指出，荧光屏和望远镜能够 围绕金箔在一个圆周上运动，从而可以观察到穿 透金箔后偏转角度不同的粒子。并且要让学生了 解，这种观察是非常艰苦细致的工作，所用的时 间也是相当长的。
3．原子核的电荷与大小
• 原子的半径在10-10m左右，原子核的大小在1015～10-14m左右．原子核的半径只相当于原子半 径的万分之一，体积只相当于原子体积的万亿分 之一。
半径大小（数量 级）
类 比
类 比
原子
10-10m
足球场பைடு நூலகம்
原子核
10-15~10-14m
一枚硬币
小结
• 实验中发现极少数ɑ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， 可见原子中的正电荷、质量应都集中在一个中心 上。 • ①绝大多数粒子不偏移→原子内部绝大部分是 “空”的。 • ②少数粒子发生较大偏转→原子内部有“核”存 在。 • ③极少数粒子被弹回 • 表明：作用力很大；质量很大；电量集中。
（3）实验的观察结果
• • • • 入射的粒子分为三部分： 1.大部分沿原来的方向前进， 2.少数发生了较大偏转， 3.极少数发生大角度偏转。
问题
• 用汤姆生的西瓜模型能否解释ɑ 粒子大角度 散射？ • （1）粒子出现大角度散射有没有可能是与 电子碰撞后造成的？ • （2）按照西瓜模型，粒子在原子附近或穿 越原子内部后有没有可能发生大角度偏转？ • （3）你认为原子中的正电荷应如何分布， 才有可能造成ɑ粒子的大角度偏转？为什么？