3 原子的核式结构模型 学习任务一 电子的发现 [教材链接] 阅读教材“电子的发现”相关内容,完成下列填空: (1)1897年,汤姆孙根据阴极射线在 和 中的偏转情况断定,它的本质是 的粒子流,并求出了这种粒子的 .组成阴极射线的粒子被称为 . (2)密立根实验:电子电荷的精确测定是由密立根通过著名的“油滴实验”做出的.目前公认的电子电荷e的值为 (保留两位有效数字). (3)电荷的量子化:任何带电体的电荷只能是 的整数倍. (4)从实验测到的比荷及e的数值,可以确定电子的质量为9.1×10-31 kg;质子质量与电子质量的比值为= . 例1 英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的实验研究发现 ( ) A.阴极射线在电场中偏向正极板一侧 B.阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相同 C.不同材料所产生的阴极射线的比荷不同 D.汤姆孙直接精确测得了阴极射线粒子的电荷量 [反思感悟] 例2 [2024·北京四中月考] 汤姆孙测定电子比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示.真空玻璃管内,阴极K发出的电子经加速后,穿过小孔A、B沿中心轴线进入到两块水平正对放置的极板D1、D2间的区域,射出后到达右端的荧光屏上形成光点.若极板D1、D2间无电压,电子将打在荧光屏上的中心P1点;若在极板间施加偏转电压U,则电子将打P2点.若再在极板间施加一个方向垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场(图中未画出),则电子在荧光屏上产生的光点又回到P1点.若极板D1、D2间的距离为d. (1)求电子进入极板D1、D2区域时速度的大小; (2)去掉D1、D2间的电压,只保留磁场.由于磁场方向与射线运动方向垂直,阴极射线在D1、D2之间有磁场的区域会形成一个半径为r的圆弧,使得阴极射线落在屏的P3点.请你推导出电子的比荷的表达式. 【要点总结】 带电粒子的比荷常见的三种测量方法 1.利用磁偏转测比荷:由qvB=m得=,只需知道磁感应强度B、带电粒子的速度v和偏转半径R即可. 2.利用电偏转测比荷:偏移量y=at2=··2,故=,所以在偏转电场电压U、d、L已知时,只需测量v和y即可. 3.利用加速电场测比荷:由动能定理qU=mv2得=,在加速电场电压U已知时,只需测出v即可. 学习任务二 原子的核式结构模型 [教材链接] 阅读教材“原子的核式结构模型”相关内容,完成下列填空: (1)如图所示为汤姆孙1898年提出的原子模型:他认为原子是一个球体,正电荷弥漫性地 分布在整个球体内,电子镶嵌其中.汤姆孙模型被称为“西瓜模型”或“ 模型”.该模型能够解释一些实验现象,后来被 实验否定了. (2)卢瑟福的原子核式结构模型:在原子的中心有一个很小的核,叫作 ,原子的全部正电荷和几乎全部的 都集中在原子核里,带负电的电子在 空间运动. 例3 (多选)[2024·天津一中月考] α粒子散射实验是近代物理学中经典的实验之一,卢瑟福通过该实验证实了原子的核式结构模型,其实验装置如图所示.下列说法正确的是 ( ) A.荧光屏在B位置的亮斑比A位置多 B.该实验说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 C.荧光屏在C位置的亮斑比A、B位置少 D.该实验说明原子质量均匀地分布在原子内 [反思感悟] 变式1 如图所示是卢瑟福为解释α粒子散射实验而提出的情境.占金原子质量绝大部分的原子核集中在很小的空间范围,曲线表示α粒子的运动轨迹.下列说法正确的是 ( ) A.越接近原子核的α粒子发生散射时的偏转角越小 B.电子质量约为α粒子质量的,因此电子对α粒子速度的影响可以忽略 C.由该实验可以得出α粒子与金原子核一定带异种电荷 D.若实验中换用轻金属箔片,发生大角度偏转的α粒子将会增多 【要点总结】 1.实验过程:α粒子从铅盒射出,形成细射线打在金箔上,被散射的α粒子打在荧光屏上产生闪光,用可转动的显微 ... ...
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