高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册原子的核式结构模型教学课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册原子的核式结构模型教学课件ppt，共31页。PPT课件主要包含了电子的发现，始于稀薄气体放电，阴极射线是什么，阴极射线带负电，qv0BqE，并未止步，电子电荷量的测定，课堂练习，电子质量的测定，电子发现的意义等内容，欢迎下载使用。
19世纪之前，人们一直都认为原子是物质的最小单位，不可再分；直到19世纪末，科学家对实验中的阴极射线深入研究时，发现了电子，使人类对微观世界有了新的认识。
电子的发现是19世纪末、20世纪初物理学三大发现（x射线、放射性、电子）之一。
1858 年 德国普吕克尔气体导电时的辉光放电现象（认为是阴极材料）
克鲁克斯认为是带电气体粒子
1876 年德国物理学家戈德斯坦命名阴极射线
思考1：如何判断粒子流的电性
1）阴极射线产生机理是：残存气体分子被电离，正离子在电场加速下撞击阴极，使阴极释放更多粒子流，形成了阴极射线
2）测定带电粒子的比荷
思考2：如何测定比荷呢？
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思考3：如何测定v0呢？
利用磁偏转能否完成测量呢？
用不同材料的阴极实验，测q/m都相同
3）扩充研究对象，找出物质本来样貌
构成各种物质的共有成分
不同物质都能发射这种带电粒子
4）大胆猜想，发现电子
比荷是氢离子（质子）比荷的近两千倍
猜想：电荷量的大小与一个氢离子一样，而质量比氢离子小得多
测阴极射线粒子的电荷量
证明粒子电荷量的大小与氢离子大致相同
进一步研究光电效应、热离子发射效应和β射线等。发现它们都包含电子
1906年的诺贝尔物理学奖
1909〜1913年间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
e＝1.602 176 634 ×10-19C
密立根实验更重要的发现是：电荷是量子化的，即任何带电体的电荷只能是e的整数倍。
一个半径为r的带负电的油滴，在电场强度为E,方向竖直向下的匀强电场中，如果油滴受到的库仑力恰好与重力平衡，问：这个油滴带有几个电子的电荷？已知油的密度为ρ。
从实验测到的比荷及e的数值，可以确定电子的质量
me＝9.109 383 56×10-31kg
揭示了原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也有结构。
二、原子的核式结构模型
1.关于原子结构的思考
原子中带正电的部分以及带负电的电子可能是如何分布的？
2.汤姆孙原子结构模型
正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内
“西瓜模型”或“枣糕模型”
解释原子是电中性的，电子在原子里是怎样分布的，解释原子为什么会发光，能估计出原子的大小约为一亿分之一厘米。
1903年德国物理学家勒纳德做了一个实验
现象：电子束射到金属膜上，较高速度的电子很容易穿透原子
推论：说明原子不是一个实心球体，这个模型可能不正确。
卢瑟福α粒子散射实验则完全否定了汤姆孙的模型
原子的尺度小，结构非常紧密。
如何研究原子的内部结构呢？
最好用“炮弹”打到原子里面去试探一下
英籍新西兰物理学家卢瑟福认为
①具有足够的能量可以接近原子中心。
②可使荧光物质发光，易于捕捉方向变化。
mα=4mH mα=7300me
显微镜观察闪光记录在某一时间内向某一方向散射的 α 粒子数
2. 按照J. J.汤姆孙的原子模型，正电荷均匀分布在整个原子球体内。请分析：α粒子穿过金箔，受到电荷的作用力后，沿哪些方向前进的可能性较大，最不可能沿哪些方向前进
α 粒子打到金箔时，由于金原子中的带电粒子对α 粒子有库仑力的作用，一些 α 粒子的运动方向改变，也就是发生了 α 粒子的散射。统计散射到各个方向的 α 粒子所占的比例，可以推知原子中电荷的分布情况。
1. α粒子射入金箔时难免与电子碰撞。试估计这种碰撞对α粒子速度影响的大小。
① 绝大多数α粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进；② 少数α粒子发生了较大的偏转；③ 极少数偏转角度甚至大于90°,它们几乎被“撞了回来”
大角度的偏转不可能是电子和均匀地分布正电荷造成的
α粒子在运动过程中碰到了对手
金箔厚度约为1μm，直径约为3×10-10m，绝大多数α粒子穿过几千个原子的厚度，但运动方向无明显变化。
原子内部绝大部分是空的
原子的质量和电荷量都集中在体积很小的核上
（1）在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核（2）原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里（3）带负电的电子在核外空间绕着核旋转
思考2：模型中为什么要让电子绕着原子核转动呢？
4.核式结构模型对α粒子散射实验现象的解释
卢瑟福以这个模型为依据，利用经典力学计算了向各个方向散射的α粒子的比例，结果与实验数据符合得很好。
5.原子核的电荷与尺度
元素周期表中的各种元素是按原子中的电子数排列
原子由带电荷＋Ze的核与核外Z个电子组成的
核半径的数量级为10-15m
原子半径的数量级是10-10m
原子内部是十分“空旷”的
α粒子散射实验用的是金箔等重金属箔，而没有用轻金属箔，例如铝箔。除了金的延展性好，可以把金箔做得非常薄这个原因以外，你认为还有什么原因？
当α粒子被重核散射时，如图所示的运动轨迹哪些是不可能存在的？