物理原子的核式结构模型教学课件ppt

这是一份物理原子的核式结构模型教学课件ppt，共17页。PPT课件主要包含了始于稀薄气体放电，阴极射线是什么，1电磁波说，2粒子说，阴极射线带负电，5并未止步，电子电荷量的测定，电子质量的测定，电子发现的意义，1成功之处等内容，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
代表人物，赫兹。认为这种射线的本质是一种电磁波的传播过程。
依据：在电场无偏转有穿透性。
代表人物，汤姆孙。认为这种射线的本质是一种高速粒子流。
第一个实现阴极射线在电场中偏转
思考1：如何判断粒子流的电性?
(1)阴极射线产生机理：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。
思考2：如何测定比荷呢？
(2)测定带电粒子的比荷
思考3：如何测定v0呢？
思考：利用磁偏转能否完成测量呢？
(3)扩充研究对象，找出物质本来样貌
用不同材料的阴极实验，测q/m都相同不同物质都能发射这种带电粒子构成各种物质的共有成分
(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，发现都包含电子。
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。
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。
例1.一个半径为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，试求： 这个油滴带有几个电子的电荷？已知油的密度为ρ。
1.关于原子结构的思考
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
1901年，法国物理学家佩兰设想原子的中心是带正电的粒子，外围是绕其运动的电子。
1903年，日本科学家长冈半太郎，提出了“土星型模型”，认为电子均匀分布在一个环上，中心是一个大质量的正电球。
原子是一个球体正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内电子镶嵌其中
——“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
思考：原子的尺度小，结构非常紧密。如何研究原子的内部结构呢？
卢瑟福任务最好用“炮弹”打到原子里面去试探一下。
具有足够的能量可以接近原子中心。
可使荧光物质发光，易于捕捉方向变化。
mα=4mH mα=7300me
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。
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。
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?
绝大多数α粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进；少数α粒子发生了较大的偏转；极少数偏转角度甚至大于90°,它们几乎被“撞了回来”
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，质量和电荷量都得比α粒子大得多。
金箔厚度约为1μm，原子直径约为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。
原子的质量和电荷量都集中在体积很小的核上
原子内部绝大部分是空的
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空间绕着核旋转。
思考：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。
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
Z是核电荷数=核中质子数=原子序数Z=核外电子数
2.原子核的电荷与尺度
核半径的数量级为10-15m
原子半径的数量级是10-10m
原子:1000米直径的球
例2.(多选)卢瑟福和他的学生用α粒子轰击不同的金属，并同时进行观测，经过大量的实 验，最终确定了原子的核式结构。如图为该实验的装置，其中荧光屏能随显微镜在图 中的圆面内转动。当用α粒子轰击金箔时，在不同位置进行观测，如果观测的时间相 同，则下列说法正确的是（ ） A.在1处看到的闪光次数最多 B.2处的闪光次数比4处多 C.3和4处没有闪光 D.4处有闪光但次数极少