高中物理 第三章 原子结构之谜 3.2 原子的结构教学案 粤教版选修3-5-粤教版高二选修3-5物理教学案

第二节 原子的结构[目标定位] 1.了解原子结构模型的建立.2.知道粒子散射实验的实验方法和实验现象.3.知道原子核式结构模型的主要内容.4.能说出原子和原子核大小的数量级．一、“葡萄干布丁”模型1．汤姆生的“葡萄干布丁”模型：原子是一个球体，带正电的部分均匀分布在整个球内．电子像布丁里的葡萄干一样镶嵌在原子里．(如图 1 所示)图 12．汤姆生的模型能解释一些实验事实，如利用电子的简谐振动定性解释某些光辐射．二、α 粒子散射实验1．实验装置(1)放射源：①钋放在带小孔的铅盒中，能放射 α 粒子． ②α 粒子：带正电，q＝＋ 2e ，质量约为氢原子的 4 倍．(2)金箔：厚度极小，(虽然很薄但仍有几千层原子)．(3)显微镜：能够在围绕金箔的水平面内转动观察．2．实验结论(1)绝大多数的 α 粒子穿过金箔后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 α 粒子的偏转角 θ 超过 90°，有的甚至几乎达到 180°.3．实验意义(1)否定了汤姆生的原子结构模型．(2)提出了原子核式结构模型，明确了原子核大小的数量级．三、原子的核式结构的提出1．核式结构模型：原子的中心有一个带正电的原子核，它几乎集中了原子的全部质量，而电子则在核外空间绕核旋转．2．原子半径大约为 10 － 10 m.3．原子核的半径大约为 10 － 15 ～ 10 － 14 m．相当于原子半径的万分之一．预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中问题 1问题 2问题 3一、对 α 粒子散射实验的理解1．实验装置示意图(如图 2)图 22．注意事项(1)整个实验过程在真空中进行．(2)α 粒子是氦原子核，体积很小，金箔需要做得很薄，α 粒子才能穿过．3．α 粒子散射实验与汤姆生的原子模型的冲突分析分析否定的原因(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，按照汤姆生原子模型，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，更不可能使 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，除非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．【例 1】 如图 3 为卢瑟福所做的 α 粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放...