第2节 原子的核式结构模型 一、α粒子散射实验 【情境思考】 如图是α粒子散射实验装置图,在实验中会有哪些现象? 必备知识·自主学习 1.实验方法: 用由放射源发射的α粒子束轰击_____,利用荧光屏接收,探测通过_____后的 α粒子分布情况。 2.实验结果: _____α粒子穿过金箔后,仍沿_____方向前进,但有_____α粒子发生了 较大的偏转,有_____α粒子偏转角超过了90°,有的甚至被_____,α粒 子被反射回来的概率竟然有 。 金箔 金箔 绝大多数 原来的 少数 极少数 原路弹回 二、卢瑟福原子模型 【情境思考】 根据α粒子散射实验现象,卢瑟福是如何解释的?建立了什么原子模型? 1.核式结构模型:原子内部有一个很小的核,叫作_____,原子的_____ 以及_____都集中在_____内,带负电的_____绕核运动。原子的 核式结构模型又被称为_____模型。 2.原子的大小: (1)原子直径数量级:_____ m。 (2)原子核直径数量级:_____ m。 原子核 全部正电荷 几乎全部的质量 原子核 电子 行星 10-10 10-15 【易错辨析】 (1)α粒子散射实验证明了汤姆孙的原子模型是符合事实的。 ( ) (2)α粒子散射实验中大多数α粒子发生了大角度偏转或反弹。 ( ) (3)卢瑟福否定了汤姆孙模型,建立了原子核式结构模型。 ( ) (4)原子的质量几乎全部集中在原子核上。 ( ) (5)原子中所有正电荷都集中在原子核内。 ( ) 提示:(1)×。α粒子散射实验否定了汤姆孙的原子模型,汤姆孙的原子模型无法解释α粒子的大角度散射。 (2)×。α粒子散射实验中大多数α粒子仍沿原方向前进,只有少数发生了大角度偏转或反弹。 (3)√。卢瑟福否定了汤姆孙模型,建立了原子核式结构模型。 (4)√。原子中几乎全部的质量都集中在原子核内。 (5)√。原子中所有正电荷都集中在原子核内。 关键能力·合作学习 知识点一 α粒子散射实验 1.实验背景: α粒子散射实验是卢瑟福和他的合作者做的一个著名的物理实验,实验的目的是想证实汤姆孙原子模型的正确性,实验结果却成了否定汤姆孙原子模型的有力证据。在此基础上,卢瑟福提出了原子核式结构模型。 2.实验的注意事项: (1)整个实验装置及实验过程必须在真空中进行。 (2)α粒子是氦核,穿透能力很弱,因此金箔必须很薄,α粒子才能穿过。 3.实验现象: 绝大多数α粒子穿过金箔后,仍沿原来的方向前进,但有少数α粒子发生了较 大的偏转,有极少数α粒子偏转角超过了90°,有的甚至被原路弹回,α粒子被 反射回来的概率可达 。 4.实验分析: (1)由于电子质量远小于α粒子质量,所以电子不可能使α粒子发生大角度偏转。 (2)使α粒子发生大角度偏转的只能是原子中带正电的部分。按照汤姆孙原子模型,正电荷在原子内是均匀分布的,α粒子穿过原子时,它受到的两侧斥力大部分抵消,因而也不可能使α粒子发生大角度偏转,更不能使α粒子反向弹回,这与α粒子的散射实验相矛盾。 (3)实验现象表明原子绝大部分是空的,原子的几乎全部质量和所有正电荷都集中在原子中心的一个很小的核上,否则,α粒子大角度散射是不可能的。 5.实验意义: (1)否定了汤姆孙的原子结构模型。 (2)提出了原子核式结构模型,明确了原子核大小的数量级。 6.解决α粒子散射实验问题的技巧: (1)熟记实验装置及原理。 (2)核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变。 (3)汤姆孙的原子模型不能解释α粒子的大角度散射。 (4)少数α粒子发生了大角度偏转,甚至反弹回来,表明这些α粒子在原子中的某个地方受到了质量、电荷量均比它本身大得多的物体的作用。 (5)绝大多数α粒子在穿过厚厚的金原子层时运动方向没有明显变化,说明原子中绝大部分是空的,原子的质量、电荷量都集中在体积很小的核内。 【问题探究】 情境: 如图所示,用α粒子轰击金箔的实验装置图。 讨论: (1)用金箔作“靶子”的原因。 提示:①金原子核电荷 ... ...
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