3．原子的核式结构模型 [学习任务] 任务1．知道发现电子的意义，体会电子发现过程中蕴含的科学方法。 任务2．了解α粒子散射实验原理和实验现象。 任务3．了解卢瑟福的原子核式结构模型。知道原子和原子核大小的数量级。 任务4．认识原子核式结构模型建立的科学推理与论证过程。 [问题初探] 问题1．阴极射线有什么特点？ 问题2．谁发现了电子？电子的发现对人类探索微观世界有什么重大意义？ 问题3．为什么α粒子散射实验中选金箔作为“靶子”？ 问题4．核电荷数等于质子数，也等于中子数吗？ [思维导图] 电子的发现 1．阴极射线 在研究稀薄气体放电时发现，当玻璃管内的气体足够稀薄时，阴极就发出一种射线，它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光，这种射线称为阴极射线。 2．汤姆孙的探究方法及结论 (1)根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷。 (2)换用不同材料的阴极做实验，所得比荷的数值都相同，是氢离子比荷的近两千倍。 (3)结论：阴极射线粒子带负电，其电荷量的大小与氢离子大致相同，而质量比氢离子小得多，后来组成阴极射线的粒子被称为电子。 3．电子的电荷量及电荷量子化 (1)电子电荷量：在1909～1913年间由密立根通过著名的油滴实验得出，目前公认的电子电荷量e的值为e＝1.602×10-19 C。 (2)电荷是量子化的，即任何带电体的电荷只能是e的整数倍。 (3)电子的质量me＝9.109 383 56×10-31 kg，质子质量与电子质量的比值为＝1 836。 [微提醒] 电子的发现说明原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也有结构，从此原子物理学飞速发展，人们对物质结构的认识进入了一个新时代。 如图所示为汤姆孙的气体放电管。 问题1．在金属板D1、D2之间加上如图所示的电场时，发现阴极射线向下偏转，说明它带什么性质的电荷？ 问题2．在金属板D1、D2之间单独加哪个方向的磁场，可以让阴极射线向上偏转？ 提示：1．阴极射线向下偏转，与电场线方向相反，说明阴极射线带负电。 2．由左手定则可得，在金属板D1、D2之间单独加垂直纸面向外的磁场，可以让阴极射线向上偏转。 1．阴极射线带电性质的判断方法 (1)在阴极射线所经区域加上电场，通过打在荧光屏上的亮点位置的变化和电场的情况确定阴极射线的带电性质。 (2)在阴极射线所经区域加一磁场，根据荧光屏上亮点位置的变化和左手定则确定阴极射线的带电性质。 2．实验结果 根据阴极射线在电场中和磁场中的偏转情况，判断出阴极射线是粒子流，并且带负电。 3．带电粒子比荷的测定 (1)让带电粒子通过相互垂直的匀强电场和匀强磁场，如图所示，使其做匀速直线运动，根据二力平衡，即F洛＝F电(Bqv＝qE)，得到粒子的运动速度v＝。 (2)撤去电场，如图所示，保留磁场，让粒子在匀强磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力，即Bqv＝m，根据轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径r。 (3)由以上两式确定粒子的比荷表达式得＝。 【典例1】 (判断射线的电性)如图所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线(电子束)将( ) A．向纸内偏转 B．向纸外偏转 C．向下偏转 D．向上偏转 思路点拨：先由安培定则判定通电直导线在阴极射线管处产生的磁场方向，再由左手定则判定受力方向。 D [由题目条件不难判断阴极射线管所在处磁场垂直纸面向外，电子从负极射出，由左手定则可判定阴极射线(电子束)向上偏转。故正确选项为D。] 【典例2】 (电子比荷的测定)汤姆孙用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示。真空管内的阴极K发出的电子(不计初速度、重力和电子间的相互作用)经K、A间加速电压加速后，穿过小孔C沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P′间的区域内。当极板间不加 ... ...
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