新教材物理人教版選擇性必修第三冊課件第四章第3節(jié)原子的核式結(jié)構(gòu)模型

第四章

原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性第3節(jié)

原子的核式結(jié)構(gòu)模型課標解讀課標要求素養(yǎng)要求1.知道陰極射線是由電子組成的，電子是原子的組成部分，知道電子的電荷量。2.了解湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子的研究方法及蘊含的科學思想，領(lǐng)會電子的發(fā)現(xiàn)對揭示原子結(jié)構(gòu)的重大意義。1.物理觀念：知道陰極射線及本質(zhì)，了解電子及其比荷，知道原子的核式結(jié)構(gòu)模型及原子核的電荷量與尺度。2.科學思維：知道電子的電荷量、原子的核式結(jié)構(gòu)模型，能夠通過科學推理解決相關(guān)的問題。課標解讀課標要求素養(yǎng)要求續(xù)表要點原子的核式結(jié)構(gòu)模型1911年，盧瑟福提出了自己的______________①，原子中帶正電部分的體積很小，但幾乎占有全部質(zhì)量，電子在正電體的外面運動。正電體的尺度是很小的，稱為原子核。

原子結(jié)構(gòu)模型①在探究原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的過程中，盧瑟福說:“我知道了，原子到底是什么樣的……可以將它想象成一個小的太陽系?！痹鯓永斫膺@段話？

[答案]提示

在原子的中心有一個很小的核，叫作原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核，帶負電的電子在核外空間運動，這就像行星繞太陽運轉(zhuǎn)一樣，原子內(nèi)部就像一個小型的太陽系。理解建立核式結(jié)構(gòu)模型的要點：

探究點一

電子的發(fā)現(xiàn)

（1）人們對這種陰極射線的本質(zhì)的認識有兩種觀點，一種觀點認為是電磁輻射，另一種觀點認為是帶電微粒，如何用實驗判斷哪種觀點正確？

[答案]提示可以讓陰極射線通過電場或磁場，比如射線沿垂直于磁場方向通過磁場后發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，則說明該射線是由帶電微粒組成的。（2）根據(jù)帶電粒子在電、磁場中的運動規(guī)律，哪些方法可以判斷運動的帶電粒子所帶電荷的電性？

[答案]提示判斷粒子所帶電荷的正負，可以讓粒子以一定的初速度垂直于電場線的方向進入一勻強電場，如果粒子沿著電場線的方向偏轉(zhuǎn)，則粒子帶正電。也可以讓粒子以一定的速度垂直于磁感線的方向進入一勻強磁場，由左手定則也可以判斷粒子的電性。1.對陰極射線本質(zhì)的認識——兩種觀點

兩種觀點代表人物觀點內(nèi)容電磁波說赫茲陰極射線是一種電磁輻射粒子說湯姆孫陰極射線是一種帶電粒子流2.陰極射線帶電性質(zhì)的判斷方法（1）方法一：在陰極射線所經(jīng)區(qū)域加上電場，通過打在熒光屏上的亮點的變化和電場的情況確定陰極射線帶電性質(zhì)。如圖所示帶電粒子在電場中運動，受電場力作用運動發(fā)生改變（粒子重力忽略不計）。帶電粒子在不受其他力時，沿電場線方向偏轉(zhuǎn)時，粒子帶正電，逆電場線方向偏轉(zhuǎn)時，粒子帶負電。（2）方法二：在陰極射線所經(jīng)區(qū)域加一磁場，根據(jù)亮點位置的變化和左手定則確定帶電的性質(zhì)。如圖所示粒子將受到洛倫茲力作用，速度方向始終與洛倫茲力方向垂直，利用左手定則，即可判斷粒子的電性。如果粒子按圖示方向進入磁場，且做順時針的圓周運動，則粒子帶正電；如做逆時針的圓周運動，則粒子帶負電。3.電子比荷（或電荷量）的測定方法

4.電子發(fā)現(xiàn)的意義電子是人類發(fā)現(xiàn)的第一個比原子小的粒子。電子的發(fā)現(xiàn)，打破了原子不可再分的傳統(tǒng)觀念，使人們認識到原子不是組成物質(zhì)的最小微粒，原子本身也有內(nèi)部結(jié)構(gòu)。從此，原子物理學飛速發(fā)展，人們對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認識進入了一個新時代。湯姆孫也由于發(fā)現(xiàn)了電子，不僅榮獲了1906年諾貝爾物理學獎，而且被后人譽為“最先打開通向基本粒子物理學大門的偉人”。例（多選）關(guān)于電子的發(fā)現(xiàn)，下列敘述中正確的是(

)A.電子的發(fā)現(xiàn)，說明原子是由電子和原子核組成的B.電子的發(fā)現(xiàn)，說明原子具有一定的結(jié)構(gòu)C.電子被人類發(fā)現(xiàn)前，人們認為原子是組成物質(zhì)的最小微粒D.電子的發(fā)現(xiàn)，比較好地解釋了物體的帶電現(xiàn)象

BCD

B

（2）推導出電子比荷的表達式。

探究點二

α粒子散射實驗和原子的核式結(jié)構(gòu)模型

（2）實驗裝置由幾部分組成？實驗過程是怎樣的？

（1）現(xiàn)象及解釋

（2）實驗的注意事項

2.原子的核式結(jié)構(gòu)模型（1）原子的核式結(jié)構(gòu)與原子的棗糕模型的比較核式結(jié)構(gòu)棗糕模型原子內(nèi)部是非常空曠的，正電荷集中在一個很小的核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)

3.原子核的電荷與尺度

原子內(nèi)的電荷關(guān)系原子核的電荷數(shù)即核內(nèi)質(zhì)子數(shù)，與核外的電子數(shù)相等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)原子核的大小

C

A.B.C.D.

C

B

AD

ABC

密立根油滴實驗（1）實驗裝置：如圖所示

②大多數(shù)油滴在經(jīng)過噴霧器噴嘴時，因摩擦而帶負電，油滴在電場力、重力和空氣阻力的作用下下降。觀察者可在強光照射下，借助顯微鏡進行觀察。（2）實驗方法

（3）實驗結(jié)論

C

（2）求油滴所帶電荷量。

1.英國物理學家湯姆孫通過對陰極射線的實驗研究發(fā)現(xiàn)(

)A.陰極射線在電場中偏向正極板一側(cè)B.陰極射線在磁場中受力情況跟正電荷受力情況相同C.不同材料所產(chǎn)生的陰極射線的比荷不同D.湯姆孫并未得出陰極射線粒子的電荷量

A

2.（多選）湯姆孫通過對陰極射線的探究，最終發(fā)現(xiàn)了電子，由此被稱為“電子之父”，關(guān)于電子的說法正確的是(

)A.任何物質(zhì)中均有電子 B.不同的物質(zhì)中具有不同的電子C.不同物質(zhì)中的電子是相同的 D.電子質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的1836倍

AC

[解析]湯姆孫對不同材料的陰極發(fā)出的射線進行研究，發(fā)現(xiàn)均為同一種相同的粒子——電子，它的質(zhì)量遠小于質(zhì)子的質(zhì)量。

D

[解析]電荷是量子化的，并不是可取任意數(shù)值。任何帶電體所帶電荷量只能是元電荷的整數(shù)倍。

C

BD

BC

[解析]陰極射線的粒子是電子，帶負電，由左手定則可判斷管內(nèi)磁場方向，再由安培定則判斷電流方向；電流方向改變，管內(nèi)的磁場方向改變，電子的受力方向也將改變。

A.可能在①區(qū)域 B.可能在②區(qū)域C.可能在③區(qū)域 D.可能在④區(qū)域

A

A

D

10.關(guān)于原子結(jié)構(gòu)，湯姆孫提出棗糕模型、盧瑟福提出原子核式結(jié)構(gòu)模型（又叫行星模型）……如圖所示，都采用了類比推理的方法，下列事實中，主要采用類比推理的是(

)A.人們?yōu)楸阌谘芯课矬w的運動而建立的質(zhì)點模型B.伽利略從教堂吊燈的擺動中發(fā)現(xiàn)擺的等時性規(guī)律C.庫侖根據(jù)牛頓的萬有引力定律提出庫侖定律D.托馬斯·楊通過雙縫干涉實驗證實光是一種波

C

[解析]質(zhì)點的模型是一種理想化的物理模型，是為研究物體的運動而建立的；伽利略的擺的等時性是通過自然現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的；庫侖根據(jù)牛頓的萬有引力定律提出庫侖定律是用類比推理；托馬斯·楊是通過實驗證明光是一種波，是建立在事實的基礎上的。

AB

12.（多選）如圖所示是陰極射線顯像管及其偏轉(zhuǎn)線圈的示意圖。顯像管中有一個陰極，工作時