4.1~4.2　电子的发现与汤姆孙原子模型　原子的核式结构模型 课件（共27张PPT）高中物理鲁教版选择性必修第三册第四章

(课件网) 4.1　电子的发现与汤姆孙原子模型 4.2　原子的核式结构模型 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。 2.了解α粒子散射实验原理和实验现象。 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。 4.认识原子核式结构模型建立的科学推理与论证方法。 学习目标 从古人的物质观可知，人们很早就在探索构成物质的最小微粒。古希腊哲学家德谟克利特等人建立了早期的原子论，认为宇宙间存在一种或多种微小的实体，即“原子”(在希腊语中，原子的含义是“不可分割的东西”)，这些“原子”在虚空中运动，并可按照不同的方式重新结合或分散；我国战国时期的思想家墨子认为物体是由不可分割的最小单元———�端”构成的。 大约在17世纪中叶，人们开始通过实验来了解物质的结构 (1)1661年，玻意耳以化学实验为基础建立了科学的元素论。 (2)19世纪初，道尔顿提出了原子论，认为原子是元素的最小单元。 (3)1811年，意大利化学家阿伏伽德罗提出了分子假说，指出分子可以由多个相同的原子组成。 一、电子的发现及汤姆孙原子模型 科学家在研究稀薄气体 放电时发现，当玻璃管内的气体足够稀薄时，阴极发出一种射线，这种射线能使玻璃管壁发出荧光，这种射线称为阴极射线。 当时科学家对这种射线的认识有分歧，有的认为阴极射线是带负电的粒子，有的则认为是以太波。为了探究阴极射线的本质，人们都在寻找实验支持。 那么阴极射线到底是什么呢？ 英国科学家汤姆孙，从1890年开始对阴极射线进行研究。1897年，他设计了一个巧妙的实验，通过使阴极射线粒子受到的静电力和洛伦兹力平衡等方法，确定了阴极射线粒子的本质是带负电的粒子流，并确定了其速度，测量出了这些粒子的比荷。 1.实验装置：真空玻璃管、阴极、阳极和感应圈。 2.实验现象：感应圈产生的高电压加在两极之间，玻璃管壁上发出荧光。 3.阴极射线：荧光是由于玻璃受到阴极发出的某种射线的撞击而引起的，这种射线命名为阴极射线。 4. 阴极射线是带负电的粒子 在金属板D1D2之间未加电场时，射线不偏转，射在P1点。 施加如图电场后射线偏转，射在P2点。 发现阴极射线带负电 为了使射线回到P1点 5.测定带电粒子的比荷 需在D1D2之间施加 垂直纸面向外的磁场 去掉D1D2之间的电场 射线在磁场作用下偏转，射在P3点。 汤姆孙还发现，用不同材料的阴极做实验，所得的比荷数值是相同的，这说明不同物质都能够发射这种带电粒子，它是构成各种物质的共有成分。 汤姆孙测得了这种粒子的电荷量与氢离子电荷量大致相同，后来组成阴极射线的粒子就被称为电子。 电子的发现不只是说明原子是组成物质的最小微粒，更重要的是对揭示原子结构有重大意义。 汤姆孙的原子模型 汤姆孙认为，原子带正电的部分充斥整个原子，很小很轻的电子镶嵌在球体的某些固定位置，正像葡萄干嵌在面包中那样，这就是原子的 “葡萄干面包”模型。 α 粒子散射实验 1.实验装置 α粒子：从放射性物质（如铀和镭）中发射出来的快速运动的粒子，带有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的4倍、电子质量的7300倍。 二、原子的核式结构模型 α粒子放射源 金箔 带有荧光屏的显微镜 荧光屏 1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手们进行了α粒子散射实验，实验装置如图所示。 2.实验结果 (1)绝大多数α粒子穿过金箔后基本上沿原来的方向前进或发生很小的偏转。 (2)少数α粒子发生了较大的偏转。 (3)极少数α粒子的偏转角超过了90度，有极个别甚至接近180度，就像被弹回来了一样。 卢瑟福和他的学生惊呼：“这件事情是如此的不可能，就好像你用炮弹射向一层薄纸，但炮弹却被纸弹了回来”。 3.实验意义 卢瑟福通过α粒子散射实验 ... ...