電子的發(fā)現(xiàn)原子模型的提出

1、第第3 3章章 原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)3.1 3.1 電子的發(fā)現(xiàn)及其意義電子的發(fā)現(xiàn)及其意義k kA AB BD D2 2P P2 2p p1 1p p3 3 D D1 1湯姆孫的氣體放電管的示意圖湯姆孫的氣體放電管的示意圖k kA AB BD D2 2p p1 1 D D1 1kABD2p1D1在平行板間產(chǎn)生豎直向上在平行板間產(chǎn)生豎直向上的電場的電場E,E,在垂直電場向外在垂直電場向外的方向上加一磁場的方向上加一磁場B,B,qvBqEEvB2vqvBmr2qvEmBrB r質(zhì)質(zhì)mqmq2000噴霧器噴霧器E E電動勢電動勢E Emgmgx xF F阻阻F F電電油油滴滴A AB B顯微鏡顯微鏡密立根

2、油滴實密立根油滴實驗的原理圖驗的原理圖.:=bqEmgmgqE 重力場 與電力平衡密立根測量出電子的電量密立根測量出電子的電量e=1.6022e=1.60221010-19-19C C根據(jù)比荷可以精確地計算出電子的質(zhì)量根據(jù)比荷可以精確地計算出電子的質(zhì)量 m=9.1094m=9.10941010-31-31kgkg質(zhì)子質(zhì)量與電子質(zhì)量的比值：質(zhì)子質(zhì)量與電子質(zhì)量的比值： pem= 1836m111.76 10/qC kgm比荷： 2qUvm1.一只陰極射線管，左側(cè)不斷有電子射出，若在管的正下方，放一通電直導(dǎo)線AB時，發(fā)現(xiàn)射線徑跡向下偏，則（ ）A導(dǎo)線中的電流由A流向BB導(dǎo)線中的電流由B流向AC電子束

3、的徑跡與AB中的電流方向無關(guān)D若要使電子束的徑跡往上偏，可以通過改變AB中的電流方向來實現(xiàn)BAB D3.2 3.2 原子模型的提出原子模型的提出電子的發(fā)現(xiàn)，激發(fā)了人們探索原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的熱情電子的發(fā)現(xiàn)，激發(fā)了人們探索原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的熱情 原子內(nèi)部除了電子外，還有些什么？原子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)又原子內(nèi)部除了電子外，還有些什么？原子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)又是怎樣的？是怎樣的？ 在在1919世紀(jì)末和世紀(jì)末和2020世紀(jì)初，科學(xué)家利用假設(shè)的方法，構(gòu)思出世紀(jì)初，科學(xué)家利用假設(shè)的方法，構(gòu)思出一個個原子結(jié)構(gòu)的模型，再通過實驗驗證和理論分析，一步一個個原子結(jié)構(gòu)的模型，再通過實驗驗證和理論分析，一步步接近原子結(jié)構(gòu)的真實圖景。步接近原子

4、結(jié)構(gòu)的真實圖景。兩種典型的原子結(jié)構(gòu)的模型兩種典型的原子結(jié)構(gòu)的模型 十九世紀(jì)末，湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，并知道電子是原子的組成十九世紀(jì)末，湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，并知道電子是原子的組成部分由于電子是帶負(fù)電的，而原子又是中性的，因此推斷出原部分由于電子是帶負(fù)電的，而原子又是中性的，因此推斷出原子中還有帶正電的物質(zhì)那么這兩種物質(zhì)是怎樣構(gòu)成原子的呢？子中還有帶正電的物質(zhì)那么這兩種物質(zhì)是怎樣構(gòu)成原子的呢？湯姆生湯姆生 原子是一個球體，正電荷均勻地分布在原子是一個球體，正電荷均勻地分布在整個球內(nèi)，電子像棗糕里的棗子那樣鑲嵌在整個球內(nèi)，電子像棗糕里的棗子那樣鑲嵌在原子里面。原子里面。湯姆生原子結(jié)構(gòu)模型湯姆生原子結(jié)構(gòu)模型

5、 棗糕模型棗糕模型實驗探究實驗探究1 1、實驗方案：、實驗方案：粒子散射實驗（粒子散射實驗（19091909年盧瑟福）：年盧瑟福）：熒光屏熒光屏-記錄粒子打在屏上記錄粒子打在屏上的點跡的點跡放射源放射源-粒子粒子He42整個裝置處于真空中整個裝置處于真空中金箔金箔-很薄很薄 約約1 1m盧盧瑟瑟福福 1909 190919111911年，英國物理學(xué)家年，英國物理學(xué)家盧瑟福和他的助手們進行了盧瑟福和他的助手們進行了 粒子散射實驗粒子散射實驗著名的著名的 粒子散射實驗粒子散射實驗 按湯姆生的原子模型，按湯姆生的原子模型，粒子穿過金箔后應(yīng)如何運動？粒子穿過金箔后應(yīng)如何運動？ 根據(jù)湯姆生模型計算的結(jié)根

6、據(jù)湯姆生模型計算的結(jié)果：電子質(zhì)量很小，對果：電子質(zhì)量很小，對 粒粒子的運動方向不會發(fā)生明顯影子的運動方向不會發(fā)生明顯影響；由于正電荷均勻分布，響；由于正電荷均勻分布， 粒子所受庫侖力也很小，故粒子所受庫侖力也很小，故 粒子偏轉(zhuǎn)角度不會很大粒子偏轉(zhuǎn)角度不會很大1 1、絕大多數(shù)、絕大多數(shù) 粒子穿過金箔后仍沿原來方向前進粒子穿過金箔后仍沿原來方向前進2 2、少數(shù)、少數(shù) 粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)3 3、極少數(shù)、極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)超過粒子的偏轉(zhuǎn)超過90904 4、有的甚至幾乎達(dá)到、有的甚至幾乎達(dá)到180 180 第一條現(xiàn)象說明，原子中絕大部分是空的第一條現(xiàn)象說明，原子中絕大部分是空的第二、

7、三現(xiàn)象可看出，第二、三現(xiàn)象可看出， 粒子受到較大的庫侖力作用粒子受到較大的庫侖力作用 第四條現(xiàn)象可看出，第四條現(xiàn)象可看出，粒子在原子中碰到了比他質(zhì)量粒子在原子中碰到了比他質(zhì)量大的多的東西。大的多的東西。盧瑟福提出的原子核式結(jié)構(gòu)盧瑟福提出的原子核式結(jié)構(gòu) 盧瑟福盧瑟福粒子粒子散射實驗的解釋散射實驗的解釋 在原子的中心有一個很小的在原子的中心有一個很小的核，叫做原子核。原子的全部正電核，叫做原子核。原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里。帶負(fù)電的電子在核外空間繞著里。帶負(fù)電的電子在核外空間繞著核旋轉(zhuǎn)核旋轉(zhuǎn)體育場體育場 根據(jù)盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型，原子內(nèi)部是十分根據(jù)

8、盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型，原子內(nèi)部是十分“空曠空曠”的，舉一個簡單的例子：的，舉一個簡單的例子：原子原子原子核原子核原子半徑數(shù)量級：原子半徑數(shù)量級：10101010 m m原子核半徑數(shù)量級：原子核半徑數(shù)量級：10101515 m m1 1、有關(guān)、有關(guān)粒子散射實驗，下列說法中正確的是（粒子散射實驗，下列說法中正確的是（ ）A A、絕大多數(shù)、絕大多數(shù)粒子穿過金箔后不改變方向；粒子穿過金箔后不改變方向；B B、粒子碰到電子后運動方向幾乎不發(fā)生改變；粒子碰到電子后運動方向幾乎不發(fā)生改變；C C、粒子散射實驗，肯定了湯姆生的原子結(jié)構(gòu)模型；粒子散射實驗，肯定了湯姆生的原子結(jié)構(gòu)模型；D D、粒子散射實驗，是盧瑟

9、福原子核式結(jié)構(gòu)模型的實驗依據(jù)。粒子散射實驗，是盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)模型的實驗依據(jù)。ABDABD效果檢測效果檢測1. 1. 盧瑟福對盧瑟福對粒子散射實驗的解釋是（粒子散射實驗的解釋是（ ） A. A. 使使粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力主要是原子中電子對粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力主要是原子中電子對粒子的作粒子的作用力；用力；B. B. 使使粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力主要是庫侖力；粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力主要是庫侖力；C. C. 原子核很小，原子核很小，粒子接近它的機會很少，所以絕大多數(shù)粒子接近它的機會很少，所以絕大多數(shù)的的粒子仍沿原來的方向前進；粒子仍沿原來的方向前進；D. D. 能產(chǎn)生大角度偏轉(zhuǎn)的能產(chǎn)生大角度偏轉(zhuǎn)的粒子是穿過原子時離原子

10、核近的粒子是穿過原子時離原子核近的粒子。粒子。 BCD課堂練習(xí)課堂練習(xí): :2. 2. 在在粒子散射實驗粒子散射實驗 中，如果一個中，如果一個粒子跟金箔中的電子粒子跟金箔中的電子相撞，則相撞，則 ( )( ) A. A.粒子的動能和動量幾乎沒有損失。粒子的動能和動量幾乎沒有損失。 B.B.粒子將損失部分動能和動量。粒子將損失部分動能和動量。 C.C.粒子不會發(fā)生顯著的偏轉(zhuǎn)。粒子不會發(fā)生顯著的偏轉(zhuǎn)。 D.D.粒子將發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)粒子將發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)AC3 3、 在在粒子散射實驗中，當(dāng)粒子散射實驗中，當(dāng)粒子最接近金核時（）粒子最接近金核時（） A.A.粒子動能最小；粒子動能最?。?B.B.

11、粒子受到的庫侖力最大；粒子受到的庫侖力最大； C.C.粒子電勢能最?。涣Ｗ与妱菽茏钚?； D.D.粒子動量的變化率最小粒子動量的變化率最小A1 1、圖中的圓點代表、圖中的圓點代表粒子散射實驗中的原子核，帶箭頭的曲粒子散射實驗中的原子核，帶箭頭的曲線代表線代表粒子的徑跡，其中不可能發(fā)生的是（粒子的徑跡，其中不可能發(fā)生的是（ ） A B C D ABD2 2、下列對原子的結(jié)構(gòu)的認(rèn)識中正確的是（、下列對原子的結(jié)構(gòu)的認(rèn)識中正確的是（ ） A A、原子中絕大部分是空的，原子核很小、原子中絕大部分是空的，原子核很小 B B、電子在核外旋轉(zhuǎn)，庫侖力提供向心力、電子在核外旋轉(zhuǎn)，庫侖力提供向心力 C C、原子的全

12、部正電荷和全部質(zhì)量都集中在原子核里、原子的全部正電荷和全部質(zhì)量都集中在原子核里 D D、原子核的直徑大約為、原子核的直徑大約為1010-10-10m mAB檢測檢測3 3、如圖所示為、如圖所示為粒子散射實驗中粒子散射實驗中粒子穿過某一金原子核附近粒子穿過某一金原子核附近時的示意圖，時的示意圖，A A、B B、C C三點分別位于兩個等勢面上，則以下說法三點分別位于兩個等勢面上，則以下說法中正確的是中正確的是 （ ） +ABCA A、粒子在粒子在A A處的速率比在處的速率比在B B處的速率?。惶幍乃俾市。籅 B、粒子在粒子在B B處的速率最大；處的速率最大；C C、粒子在粒子在A A、C C處的速

13、度相同；處的速度相同；D D、粒子在粒子在B B處的速率比在處的速率比在C C處的速率小。處的速率小。D1.1.人們在研究原子結(jié)構(gòu)時提出過許多模型，其中比較有名的人們在研究原子結(jié)構(gòu)時提出過許多模型，其中比較有名的是棗糕模型和核式結(jié)構(gòu)是棗糕模型和核式結(jié)構(gòu) 模型，它們的模型示意圖如模型，它們的模型示意圖如 圖所示。圖所示。下列說法中正確的是下列說法中正確的是 ( ) ( ) A A 粒子散射實驗與棗糕模型和核式結(jié)構(gòu)模型的建立無關(guān)粒子散射實驗與棗糕模型和核式結(jié)構(gòu)模型的建立無關(guān) B B科學(xué)家通過科學(xué)家通過 粒子散射實驗否定了棗糕模型，建立了核式粒子散射實驗否定了棗糕模型，建立了核式結(jié)構(gòu)模型結(jié)構(gòu)模型 C

14、 C科學(xué)家通過科學(xué)家通過 粒子散射實驗否定了核式結(jié)構(gòu)模型，建立了粒子散射實驗否定了核式結(jié)構(gòu)模型，建立了棗糕模型棗糕模型 D D科學(xué)家通過科學(xué)家通過 粒子散射實驗否定了棗糕模型和核式結(jié)構(gòu)模粒子散射實驗否定了棗糕模型和核式結(jié)構(gòu)模型，建立了波爾的原子模型型，建立了波爾的原子模型 B B 2.2.在在粒子散射實驗中，并沒有考慮粒子散射實驗中，并沒有考慮粒子跟電子碰撞所產(chǎn)生的粒子跟電子碰撞所產(chǎn)生的效果，這是由于效果，這是由于 （ ）A.A.粒子跟電子碰撞時，損失的動量很小，可以忽略粒子跟電子碰撞時，損失的動量很小，可以忽略B.B.電子體積實在太小，電子體積實在太小，粒子完全碰不到它粒子完全碰不到它C.C

15、.粒子跟各電子碰撞的效果相互抵消粒子跟各電子碰撞的效果相互抵消D.D.由于電子是均勻分布，由于電子是均勻分布，粒子受電子作用的合外力為零粒子受電子作用的合外力為零A A3.3.在盧瑟福的在盧瑟福的粒子散射實驗中，某一粒子散射實驗中，某一粒子經(jīng)過某一原子核附粒子經(jīng)過某一原子核附近時的軌跡如圖所示，圖中近時的軌跡如圖所示，圖中P P、Q Q為軌跡上的點，虛線是經(jīng)過為軌跡上的點，虛線是經(jīng)過P P、Q Q兩點并與軌跡相切的直線，兩虛線和軌跡將平面分為四個區(qū)域，兩點并與軌跡相切的直線，兩虛線和軌跡將平面分為四個區(qū)域，不考慮其他原子核對不考慮其他原子核對粒子的作用，那么關(guān)于該原子核的位置，粒子的作用，那么

16、關(guān)于該原子核的位置，下列說法正確的是下列說法正確的是 ( ( ）A.A.一定在區(qū)域一定在區(qū)域 B.B.可能在區(qū)域可能在區(qū)域 C.C.可能在區(qū)域可能在區(qū)域D.D.一定在區(qū)域一定在區(qū)域 A A4 4在盧瑟福的在盧瑟福的粒子散射實驗中，有少數(shù)粒子散射實驗中，有少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，其原因是轉(zhuǎn)，其原因是 ( ( ) )A A原子的正電荷和幾乎全部質(zhì)量集中在一個核上原子的正電荷和幾乎全部質(zhì)量集中在一個核上B B原子內(nèi)部很原子內(nèi)部很“空曠空曠”，原子核很小，原子核很小C C正電荷在原子中是均勻分布的正電荷在原子中是均勻分布的D D電子對電子對粒子的作用很強粒子的作用很強ABAB6.6.如

17、圖所示為如圖所示為粒子散射實驗中粒子散射實驗中粒子穿過某一金原子核附粒子穿過某一金原子核附近時的示意圖，近時的示意圖，A A、B B、C C三點分別位于兩個等勢面上三點分別位于兩個等勢面上. .則以下則以下說法正確的是說法正確的是 ( ( ) )A.A.粒子在粒子在A A處的速度比在處的速度比在B B處的小處的小B.B.粒子在粒子在B B處速度最大處速度最大C.C.粒子在粒子在A A、C C處的速度大小相同處的速度大小相同D.D.粒子在粒子在B B處的速度比在處的速度比在C C處的速度小處的速度小CDCD7.7.如圖所示，根據(jù)如圖所示，根據(jù)粒子散射實驗，盧瑟福提出了原子的核式粒子散射實驗，盧瑟

18、福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型結(jié)構(gòu)模型. .圖中虛線表示原子核所形成的電場的等勢線，實線表圖中虛線表示原子核所形成的電場的等勢線，實線表示一個示一個粒子的運動軌跡粒子的運動軌跡. .在在粒子從粒子從a a運動到運動到b b，再運動到，再運動到c c的的過程中，下列說法中正確的是過程中，下列說法中正確的是 （ ）A.A.動能先增加，后減少動能先增加，后減少B.B.電勢能先減小，后增大電勢能先減小，后增大C.C.電場力先做負(fù)功，后做正功，總功等于零電場力先做負(fù)功，后做正功，總功等于零D.D.加速度先變小，后變大加速度先變小，后變大C C8 8若氫原子的核外電子繞原子核做半徑為若氫原子的核外電子繞原子核

19、做半徑為r r的勻速圓周運動，則的勻速圓周運動，則其角速度其角速度多大？電子繞核的運動可等效為環(huán)形電流，則電子運多大？電子繞核的運動可等效為環(huán)形電流，則電子運動的等效電流動的等效電流I I為多大？為多大？( (已知電子的質(zhì)量為已知電子的質(zhì)量為m m，電荷量為，電荷量為e e，靜電，靜電力恒量用力恒量用k k表示表示) )解：電子繞原子核運動的向心力是庫侖力，解：電子繞原子核運動的向心力是庫侖力， 因為因為 ，所以，所以 ；222ekmrrekrmr22 rmrTek 其運動周期為其運動周期為 其等效電流其等效電流 22eekITrmr 例例1 1、在用、在用粒子轟擊金箔的實驗中，盧瑟福觀察到的

20、粒子轟擊金箔的實驗中，盧瑟福觀察到的粒子的粒子的運動情況運動情況 （ ）A A、全部、全部粒子穿過金屬箔后仍按原來的方向前進粒子穿過金屬箔后仍按原來的方向前進B B、絕大多數(shù)、絕大多數(shù)粒子穿過金屬箔后仍按原來的方向粒子穿過金屬箔后仍按原來的方向 前進，少數(shù)前進，少數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)甚至被彈回發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)甚至被彈回C C、少數(shù)、少數(shù)粒子穿過金屬箔后仍按原來的方向前進，絕大多數(shù)發(fā)粒子穿過金屬箔后仍按原來的方向前進，絕大多數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，甚至被彈回生較大偏轉(zhuǎn)，甚至被彈回D D、全部、全部粒子都發(fā)生很大偏轉(zhuǎn)粒子都發(fā)生很大偏轉(zhuǎn)B練習(xí)、盧瑟福練習(xí)、盧瑟福粒子散射實驗的結(jié)果粒子散射實驗的結(jié)果【

21、】A.A.證明了質(zhì)子的存在證明了質(zhì)子的存在B.B.證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的C.C.說明原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個很小說明原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個很小的核上的核上D.D.說明原子的電子只能在某些不連續(xù)的軌道上運動說明原子的電子只能在某些不連續(xù)的軌道上運動C練習(xí)練習(xí)2 2、在、在粒子散射實驗中，使少數(shù)粒子散射實驗中，使少數(shù)粒子產(chǎn)生大角度偏轉(zhuǎn)的粒子產(chǎn)生大角度偏轉(zhuǎn)的作用力是原子核對作用力是原子核對粒子粒子 【 】 A. A.萬有引力萬有引力 B.B.庫侖力庫侖力 C.C.磁場力磁場力 D.D.洛倫茲洛倫茲力力B練習(xí)練習(xí)3 3、當(dāng)

22、、當(dāng)粒子被重核散射時，如圖所示的運動軌跡哪些是不粒子被重核散射時，如圖所示的運動軌跡哪些是不可能存在的可能存在的 【 】BC【結(jié)論結(jié)論】電子和原子核之間是庫倫斥力，電子和原子核之間是庫倫斥力，F(xiàn)=Kq1q2/r2練習(xí)練習(xí)4.4.如圖所示為盧瑟福和他的同事們做粒子散射實驗的裝置如圖所示為盧瑟福和他的同事們做粒子散射實驗的裝置示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A A、B B、C C、D D四個四個位置時，下面關(guān)于觀察到的現(xiàn)象的說法中正確的是（位置時，下面關(guān)于觀察到的現(xiàn)象的說法中正確的是（ ）A A放在放在A A位置時，相同時間內(nèi)觀察到熒光屏上的閃光次數(shù)最多位置時，相同時間內(nèi)觀察到熒光屏上的閃光次