第3章 第2節(jié)　原子的結(jié)構(gòu)

1、.第二節(jié)原子的構(gòu)造學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)1.理解粒子散射實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象重點(diǎn)2.知道盧瑟福的原子核式構(gòu)造模型的主要內(nèi)容重點(diǎn)3.理解盧瑟福的實(shí)驗(yàn)和科學(xué)方法，培養(yǎng)抽象思維才能. 粒 子 散 射 實(shí) 驗(yàn)1湯姆生原子模型葡萄干布丁模型湯姆生于1898年提出了原子模型，他設(shè)想原子是一個(gè)球體，帶正電的部分均勻地分布在其中，質(zhì)量很小的電子那么像布丁中的葡萄干一樣鑲嵌在內(nèi)圖3­2­1圖3­2­12粒子散射實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)裝置：粒子源、金箔、顯微鏡和熒光屏2實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：絕大多數(shù)粒子穿過金箔后仍沿原來方向前進(jìn)，但少數(shù)粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，并且有極

2、少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)超過了90°，有的甚至幾乎到達(dá)180°.1粒子散射實(shí)驗(yàn)主要實(shí)驗(yàn)器材有：放射源、金箔、熒光屏、顯微鏡2金箔的厚薄對(duì)實(shí)驗(yàn)無影響×3粒子大角度的偏轉(zhuǎn)是電子造成的×盧瑟福為何選用粒子去轟擊金箔？【提示】因?yàn)楫?dāng)時(shí)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了射線和射線，并且，組成射線的粒子是具有很大動(dòng)能的帶電粒子，合適做轟擊金屬的“炮彈另外，金具有較大的密度和很好的延展性，可以做成很薄的箔片1實(shí)驗(yàn)背景粒子散射實(shí)驗(yàn)是盧瑟福指導(dǎo)他的學(xué)生做的一個(gè)著名的物理實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的目的是想驗(yàn)證湯姆生原子模型的正確性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻成了否認(rèn)湯姆生原子模型的有力證據(jù)在此根底上，盧瑟福提出了原子核式構(gòu)造模型2否認(rèn)湯

3、姆生的原子構(gòu)造模型1質(zhì)量遠(yuǎn)小于原子的電子，對(duì)粒子的運(yùn)動(dòng)影響完全可以忽略，不應(yīng)該發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)2粒子在穿過原子時(shí)，受到各方向正電荷的斥力根本上會(huì)互相平衡，對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)方向的影響不會(huì)很大，也不應(yīng)該發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)3粒子的大角度偏轉(zhuǎn)，否認(rèn)湯姆生的原子構(gòu)造模型3大角度偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析1由于電子質(zhì)量遠(yuǎn)小于粒子質(zhì)量，所以電子不可能使粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)2使粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的只能是原子中帶正電的部分按照湯姆生原子模型，正電荷在原子內(nèi)是均勻分布的，粒子穿過原子時(shí)，它受到的兩側(cè)斥力大部分抵消，因此也不可能使粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，更不能使粒子反向彈回，這與粒子散射實(shí)驗(yàn)相矛盾3實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明原子絕大部分是空的，原子的幾乎

4、全部質(zhì)量和所有正電荷都集中在原子中心的一個(gè)很小的核上，否那么，粒子大角度散射是不可能的1關(guān)于粒子散射實(shí)驗(yàn)，以下說法不正確的選項(xiàng)是 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：55272081】A該實(shí)驗(yàn)在真空環(huán)境中進(jìn)展B帶有熒光屏的顯微鏡可以在程度面內(nèi)的不同方向上挪動(dòng)C熒光屏上的閃光是散射的粒子打在熒光屏上形成的D熒光屏只有正對(duì)粒子源發(fā)出的射線方向上才有閃光【解析】此題考察粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置及其作用，只有在正確理解粒子散射實(shí)驗(yàn)的根底上，才能選出正確選項(xiàng)對(duì)于D項(xiàng)，考慮到有少數(shù)的粒子因?yàn)榭拷鹪雍?，受到斥力而改變了運(yùn)動(dòng)方向，D錯(cuò)誤，A、B、C正確【答案】D2多項(xiàng)選擇如圖3­2­2為盧瑟福所做的粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示

5、意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個(gè)位置時(shí)，以下說法中正確的選項(xiàng)是圖3­2­2A一樣時(shí)間內(nèi)在A時(shí)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多B一樣時(shí)間內(nèi)在B時(shí)觀察到屏上的閃光次數(shù)比放在A時(shí)稍少些C放在D位置時(shí)屏上仍能觀察到一些閃光D放在C、D位置時(shí)屏上觀察不到閃光【解析】在盧瑟福粒子散射實(shí)驗(yàn)中，粒子穿過金箔后，絕大多數(shù)粒子仍沿原來的方向前進(jìn)，故A正確少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)粒子偏轉(zhuǎn)角度大于90°，極個(gè)別粒子反彈回來，所以在B位置只能觀察到少數(shù)的閃光，在C、D兩位置能觀察到的閃光次數(shù)極少，故B、D錯(cuò)誤，C正確【答案】AC1分析粒子散射實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)注意是“

6、絕大多數(shù)“少數(shù)還是“極少數(shù)粒子的行為“大角度偏轉(zhuǎn)只是少數(shù)粒子的行為2粒子散射實(shí)驗(yàn)是得出原子核式構(gòu)造模型的實(shí)驗(yàn)根底，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析是建立盧瑟福核式構(gòu)造模型的關(guān)鍵通過對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)這一宏觀探測(cè)，間接地構(gòu)建出原子構(gòu)造的微觀圖景原子的核式構(gòu)造的提出1核式構(gòu)造模型原子的核式構(gòu)造：原子的中心有一個(gè)帶正電的原子核，它幾乎集中了原子的全部質(zhì)量，而電子那么在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)2原子核的電荷與尺度1原子的質(zhì)量幾乎全部集中在原子核上2原子中所有正電荷都集中在原子核內(nèi)3核電荷數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，也等于中子數(shù)×1原子中的原子核所帶的電荷量有何特點(diǎn)？【提示】原子核帶正電，所帶電荷量與核外電子所帶的電荷量絕對(duì)值相等2原

7、子核的大小在整個(gè)原子中占有多大的比例？【提示】原子半徑數(shù)量級(jí)是1010m，而原子核半徑數(shù)量級(jí)是1015m，二者相差10萬倍之多，故原子核在原子中所占的體積是很小的1兩種根本區(qū)別核式構(gòu)造葡萄干布丁模型原子內(nèi)部是非?？諘绲?，正電荷集中在一個(gè)很小的核里原子是充滿了正電荷的球體電子繞核高速旋轉(zhuǎn)電子均勻嵌在原子球體內(nèi)2.原子內(nèi)的電荷關(guān)系：原子核的電荷數(shù)與核外的電子數(shù)相等，非常接近它們的原子序數(shù)3原子核的組成：原子核由質(zhì)子和中子組成，原子核的電荷數(shù)等于原子核的質(zhì)子數(shù)4原子半徑的數(shù)量級(jí)是1010m，原子核半徑的數(shù)量級(jí)是1015m，兩者相差10萬倍之多3多項(xiàng)選擇盧瑟福對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)的解釋正確的選項(xiàng)是A使粒子產(chǎn)

8、生偏轉(zhuǎn)的主要原因是原子中電子對(duì)粒子的作用力B使粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力是庫侖力C原子核很小，粒子接近它的時(shí)機(jī)很小，所以絕大多數(shù)的粒子仍沿原來的方向前進(jìn)D能產(chǎn)生大角度偏轉(zhuǎn)的粒子是穿過原子時(shí)離原子核近的粒子【解析】原子核帶正電，與粒子之間存在庫侖力，當(dāng)粒子靠近原子核時(shí)受庫侖力而偏轉(zhuǎn)，電子對(duì)它的影響可忽略，故A錯(cuò)，B對(duì)；由于原子核非常小，絕大多數(shù)粒子經(jīng)過時(shí)離核較遠(yuǎn)因此運(yùn)動(dòng)方向幾乎不變，只有離核很近的粒子受到的庫侖力較大，方向改變較多，故C、D對(duì)【答案】BCD4多項(xiàng)選擇在粒子散射實(shí)驗(yàn)中，假如兩個(gè)具有一樣能量的粒子，從不同大小的角度散射出來，那么散射角度大的粒子 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：55272082】A更遠(yuǎn)離原子核B受到

9、一個(gè)以上的原子核作用C受到原子核較大的沖量作用D動(dòng)量的變化量較大【解析】由于原子的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原子核的體積，當(dāng)粒子穿越某一個(gè)原子的空間時(shí)，其他原子核距粒子相對(duì)較遠(yuǎn)，而且其他原子核對(duì)粒子的作用力也可以近似互相抵消，所以散射角度大的這個(gè)粒子并非由于受到多個(gè)原子核作用，B錯(cuò)；由庫侖定律可知，粒子受到的斥力與間隔 的平方成反比，粒子距原子核越近，斥力越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變?cè)酱?，即散射角度越大，A錯(cuò)；當(dāng)粒子受到原子核較大的沖量作用時(shí)，動(dòng)量的變化量就大，即速度的變化量就大，那么散射角度就大，C、D對(duì)【答案】CD5在粒子散射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)在粒子最接近原子核時(shí)，關(guān)于描繪粒子的有關(guān)物理量情況正確的選項(xiàng)是A動(dòng)能最大B勢(shì)能最小C勢(shì)能最大D粒子與金原子核組成的系統(tǒng)能量最小【解析】粒子和金原子核都帶正電，庫侖力表現(xiàn)為斥力，兩者間隔 減小時(shí)，庫侖力做負(fù)功，故粒子動(dòng)能減