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原子的核式結(jié)構(gòu)模型
歷史的回顧
19世紀(jì)末，J.J.湯姆孫首次發(fā)現(xiàn)了電子。
公元前5世紀(jì)，原子是不可分割的粒子。
德謨克利特
J.J.湯姆孫
電子是原子的組成部分，由于電子是帶負(fù)電的，而原子又是中性的。
請(qǐng)思考：
這兩種物質(zhì)是怎樣構(gòu)成原子的呢？
原子中的正電荷又是怎樣分布的呢？
推斷出原子中還有帶正電的物質(zhì)，幾乎占有原子的全部質(zhì)量。
一、原子結(jié)構(gòu)的早期探索
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原子被看成球體，正電荷均勻分布其中，電子則像棗糕里的棗子一樣鑲嵌在球內(nèi)。
電子
帶正電荷的物質(zhì)
實(shí)驗(yàn)事實(shí)
提出假說(shuō)
構(gòu)建模型
J.J.湯姆孫 “棗糕模型”的示意圖
一、原子結(jié)構(gòu)的早期探索
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二、原子結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)研究
實(shí)驗(yàn)事實(shí)
提出假說(shuō)
構(gòu)建模型
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
α粒子散射實(shí)驗(yàn)
α粒子散射實(shí)驗(yàn)的儀器示意圖
盧瑟福
二、原子結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)研究
α粒子：帶正電，2e，7300me
1. α粒子散射實(shí)驗(yàn)
α粒子散射實(shí)驗(yàn)的儀器示意圖
放射源R
金箔
熒光屏
顯微鏡
盧瑟福
二、原子結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)研究
真空
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2.“棗糕模型”的理論猜想：
α粒子穿過(guò)金箔后，應(yīng)該偏轉(zhuǎn)不大，不可能有大角度偏轉(zhuǎn)。
α粒子散射實(shí)驗(yàn)
盧瑟福進(jìn)行α粒子散射實(shí)驗(yàn)的儀器示意圖
散射角為
3、α粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象
盧瑟福進(jìn)行α粒子散射實(shí)驗(yàn)的儀器示意圖
放射源R
金箔
熒光屏
顯微鏡
示意圖表示
3、α粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象
1、絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后，幾乎沿原方向前進(jìn)，散射角很小（平均為20-30）
2、少數(shù)α粒子的散射角較大；
極少數(shù)α粒子的散射角超過(guò)90°
3、個(gè)別α粒子甚至被反彈回來(lái)。
文字?jǐn)⑹?br/>3、α粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象
理論預(yù)測(cè)
從湯姆孫的棗糕模型出發(fā)
4、對(duì)散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋?zhuān)?br/>不可能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)
發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)
？
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
思考一：
（1）會(huì)不會(huì)α粒子與電子發(fā)生碰撞后造成的呢？
電子的質(zhì)量只有α粒子質(zhì)量的
α粒子與電子發(fā)生碰撞就像子彈碰到灰塵一樣
4、對(duì)散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋?zhuān)?br/>1
7300
____
大角度：10-3500
實(shí)驗(yàn)：8000-1
（2）有沒(méi)有可能是穿過(guò)多層原子而造成偏轉(zhuǎn)角的增大呢？
4、對(duì)散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋?zhuān)?br/>思考二：
（3）那是什么原因造成大角度散射呢？
4、對(duì)散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋?zhuān)?br/>思考三：
4、對(duì)散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋?zhuān)?br/>盧瑟福的回憶:
難以置信
4、對(duì)散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋?zhuān)?br/>盧瑟福用不同的金屬箔片進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)
盧瑟福進(jìn)行α粒子散射實(shí)驗(yàn)的儀器示意圖
放射源R
金箔
熒光屏
顯微鏡
不同的金屬箔片
三、原子結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步探索
m、q
+
F庫(kù)倫
1. 盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)模型
原子核
電子
在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫做原子核。原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里。帶負(fù)電的電子在核外空間繞著核旋轉(zhuǎn)。
1. 盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)模型
三、原子結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步探索
原子的“行星模型”
核半徑的數(shù)量級(jí)為10-15 m
原子半徑的數(shù)量級(jí)是10-10 m
體育場(chǎng)
體育場(chǎng)（原子）
一粒米（原子核）
2. 原子核的尺度
三、原子結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步探索
根據(jù)經(jīng)典理論，從核式結(jié)構(gòu)出發(fā)，會(huì)推出原子是不穩(wěn)定的，這顯然與事實(shí)不相符。
四、原子結(jié)構(gòu)的再思考
1. 原子核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典理論的矛盾
電子
原子核
四、原子結(jié)構(gòu)的再思考
2. 盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)模型的意義
盧瑟福
原子核式結(jié)構(gòu)
α粒子散射實(shí)驗(yàn)的儀器示意圖
五、拓展應(yīng)用
1、在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，為什么不用鐵板、紙張、鉛箔，而是用“金箔”呢？實(shí)驗(yàn)中利用了金箔的哪些特性？
金的延展性好，可延展到厚度為0.4um
計(jì)時(shí)
結(jié)束
01秒
02秒
03秒
04秒
05秒
06秒
07秒
08秒
09秒
10秒
11秒
12秒
13秒
14秒
15秒
16秒
17秒
18秒
19秒
20秒
21秒
22秒
23秒
24秒
25秒
26秒
27秒
28秒
29秒
30秒
開(kāi)始倒計(jì)
時(shí)30秒
金箔
五、拓展應(yīng)用
1、在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，為什么不用鐵板、紙張、鉛箔，而是用“金箔”呢？實(shí)驗(yàn)中利用了金箔的哪些特性？
金的核電荷量大，核質(zhì)量大
五、拓展應(yīng)用
2、α粒子散射實(shí)驗(yàn)的裝置必須置于真空中嗎？
實(shí)驗(yàn)裝置一定在真空進(jìn)行,不然 α 粒子會(huì)電離空氣,造成實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯。
計(jì)時(shí)
結(jié)束
01秒
02秒
03秒
04秒
05秒
06秒
07秒
08秒
09秒
10秒
11秒
12秒
13秒
14秒
15秒
16秒
17秒
18秒
19秒
20秒
21秒
22秒
23秒
24秒
25秒
26秒
27秒
28秒
29秒
30秒
開(kāi)始倒計(jì)
時(shí)30秒
α粒子散射實(shí)驗(yàn)的儀器示意圖
真空
A、全部α粒子穿過(guò)金屬箔后仍按原來(lái)的方向前進(jìn)；
B、絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金屬箔后仍按原來(lái)的方向前
進(jìn)，少數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)散射角超過(guò)900，
個(gè)別甚至被彈回；
C、少數(shù)α粒子穿過(guò)金屬箔后仍按原來(lái)的方向前進(jìn)，
絕大多數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，甚至被彈回；
D、全部α粒子都發(fā)生很大偏轉(zhuǎn)。
3、在用α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)中，盧瑟福觀察到的α粒子的運(yùn)動(dòng)情況是（ ）
B
五、拓展應(yīng)用
計(jì)時(shí)
結(jié)束
01秒
02秒
03秒
04秒
05秒
06秒
07秒
08秒
09秒
10秒
11秒
12秒
13秒
14秒
15秒
16秒
17秒
18秒
19秒
20秒
21秒
22秒
23秒
24秒
25秒
26秒
27秒
28秒
29秒
30秒
開(kāi)始倒計(jì)
時(shí)30秒
五、拓展應(yīng)用
3、在用α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)中，盧瑟福觀察到的α粒子的運(yùn)動(dòng)情況是（ ）
α粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象
課堂小結(jié)
J.J.湯姆孫
“棗糕模型”
α粒子散射實(shí)驗(yàn)
“棗糕模型”無(wú)法解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)模型
結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典理論的矛盾
……
新的發(fā)展
……J.J.湯姆孫
電子的發(fā)現(xiàn)
謝謝！

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