原子核式结构模型

§18·2原子的核式结构模型原子复杂结构的发现过程人类社会是在不断地发现、发明和创造中前进的。直到19世纪末，人们还认为原子是构成物质的最小单位而不可再分，当汤姆生在1897年发现电子后，人们才认识到原子结构的复杂性。◆原子的内部结构到底是怎样的呢？问题：原子中带正电的物质是如何分布的？你会作出怎样的设想？请同学们带着上述问题阅读课本P51图18.2-1左边一段的内容。汤姆生是如何描述原子结构的？请回答：汤姆生原子结构模型原子是一个球体，正电荷均匀地分布在整个球内，电子像枣糕里的枣子那样镶嵌在原子里面。汤姆生原子枣糕模型能解释当时发现的一些现象。但勒纳德1903年做了一个实验，使电子束射到金属模上，发现较高速度的电子很容易穿透原子。看来原子不是一个实心球体。稍后一些的α粒子散射实验则完全否认了汤姆孙的原子模型。用什么方法去研究象原子这样的微观粒子的内部结构呢？用其他微观粒子或一些射线轰击α粒子散射实验1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手们进行了粒子散射实验问题：按汤姆生的原子模型，α粒子穿过金箔后应如何运动？问题：α粒子散射实验的结果是：α粒子穿过金箔后几乎仍沿原来的方向前进或偏转很小；α粒子发生了较大的偏转，α粒子偏转角超过了90°，被弹回，偏角几乎达到180°。绝大多数少数极少数有的甚至问题：1.α粒子散射实验的结果与汤姆生原子模型得出的结论是否相符？说明你的理由。2.原子内部的正电荷应该如何分布才能形成α粒子的大角度散射呢？（1）电子不可能使α粒子发生大角度散射。α粒子跟电子碰撞过程中两者动量变化相等，因α粒子的质量是电子质量的7300倍，撞前后α粒子速度几乎不变，而质量小的电子速度发生改变。因此，α粒子撞电子时不会出现被反弹回来的现象。发生非对心碰撞时，α粒子也不会出现大角度偏转。可见，电子对α粒子在速度的大小、方向上的改变是十分微小的。（2）按汤姆孙的原子模型，正电荷在原子内部分布均匀，α粒子穿过原子时，由于粒子两侧正电荷对它的斥力有相当大的一部分相抵削，使α粒子偏转的力也不会很大，α粒子散射现象说明了汤姆孙的原子模型不符合原子结构的实际情况。（3）实验中发现少数α粒子发生大角度偏转，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、电量均比本身大的多的物休作用。（4）金箔的厚度大约1μm，金原子的直径约3×10-10m。绝大多数α粒子穿过金箔时，相当于穿过几千个金原子的厚度，但它们的运动方向没发生明显的变化，这个现象表明α粒子在穿过时基本上没有受到力的作用，说明原子中的绝大部分是空的，原子的质量和电量都集中在体积很小的核上。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，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外的空间运动。卢瑟福α粒子散射实验的解释卢瑟福原子的核式结构模型的建立过程汤姆生发现电子汤姆生原子模型枣糕式卢瑟福原子核式模型α粒子散射实验行星式课后习题五2.原子核的电荷与尺寸由不同元素对α粒子散射的实验数据可以确定元素的原子核的电荷量Q。又由于原子是电中性的，可以推算出原子中的电子数。非常接近化学上的原子序数。卢瑟福预言中子存在。原子核半径，原子半径。课后习题四•效果检测1．有关α粒子散射实验，下列说法中正确的是（）A绝大多数α粒子穿过金箔后不改变方向；Bα粒子碰到电子后运动方向几乎不发生改变；Cα粒子散射实验，肯定了汤姆生的原子结构模型；Dα粒子散射实验，是卢瑟福原子核式结构模型的实验依据。ABD•效果检测3．如图所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一金原子核附近时的示意图，A、B、C三点分别位于两个等势面上，则以下说法中正确的是（）+ABCAα粒子在A处的速率比在B处的速率小；Bα粒子在B处的速率最大；Cα粒子在A、C处的速度相同；Dα粒子在B处的速率比在C处的速率小。D1871年8月30日生于新西兰杰出贡献:1899年命名α射线、β射线；发现放射性元素“钍”；1902年提出原子自然蜕变理论；卢瑟福(1871～1937年)1911年提出原子的核式结构模型；1919年发现质子，预言中子。