3.2原子的结构课堂互动三点剖析一、α粒子散射实验1.装置：放射源、金箔、荧光屏等，如图3-2-1所示.图3-2-12.现象：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粒子发生较大的偏转.③极少数α粒子偏转角度超过90°,有的几乎达到180°.3.说明：①整个实验过程在真空中进行.②使用金箔的原因是由于金的延伸性好，可以做得很薄，可认为只有一层金原子.4.实验分析：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，更不能使α粒子反向弹回，这与α粒子的散射实验矛盾.③实验现象说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.5.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.二、原子核式结构模型1.内容：原子的中心有一个很小的核，称为原子核，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核旋转.2.原子核的大小数量级为10-15m，只相当于原子半径的十万分之一，体积只是原子体积的万亿分之一.3.核式结构对实验的解释，原子核很小，原子内部大部空间都是空的，当α粒子射过时，大部分α料子在不受力的空间内，所以大部分α粒子不发生偏转，少数靠近原子核的α粒子由于受到了原子核的库仑力而发生了偏转，正对原子核的α粒子受到与速度相反的库仑力作用，因而被反弹回来.各个击破【例1】关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（）A.该实验在真空环境中进行B.带有荧光屏的显微镜可以在水平面内的不同方向上移动C.荧光屏上的闪光是散射的α粒子打在荧光屏上形成的D.荧光屏只有正对α粒子源发出的射线方向上才有闪光解析：该实验在真空中进行，带有荧光屏的显微镜可在水平面内移动，正对α粒子源发出的射线方向上的荧光屏上闪光多，其他方向上闪光少.答案：ABC类题演练1关于卢瑟福的α粒子散射实验，下列说法正确的是（）A.大部分α粒子穿过金属箔没有显著偏转B.小部分α粒子穿过金属箔发生较大偏转C.只有少数α粒子穿过金属箔时发生偏转，最大偏转角可达180°D.大部分α粒子穿过金属箔时，发生折射偏向一边解析：本题考查α粒子散射实验装置及其作用，只有在正确理解α粒子散射实验基础上，才能选出正确选项A、B、C，对于C项，考虑到有少数的α粒子因为靠近金原子核，受到斥力而改变了运动方向，故D项错.答案：ABC变式提升关于α粒子散射实验（）A.绝大多数α粒子经过重金属箔后，发生了角度不太大的偏转B.α粒子在接近原子核的过程中，动能减少，电势能减少C.α粒子离开原子核的过程中，动能增大，电势能也增大D.对α粒子散射实验的数据进行分析，可以估算出原子核的大小解析：由于原子核很小，α粒子十分接近它的机会很少，所以绝大多数α粒子基本上仍按直线方向前进.只有极少数发生大角度的偏转，从α粒子的散射实验的数据可以估计出原子核的大小约为10-15—10-14m.由此可知A项错，D项正确.用极端法，设α粒子向重金属核射去，如图所示.可知α粒子接近核时，克服电场力做功，所以其动能减少，势能增加；当α粒子远离原子核时，电场力做功，其动能增加，电势能减少.所以选项B、C都错.答案：D【例2】卢瑟福提出的原子结构的模型是怎样的？他提出这种模型的依据是什么？解析：原子内部有一个带正电的原子核，原子核体积很小，但几乎占有原子的全部质量，电子在原子核外绕核运动.卢瑟福提出这个模型的依据是α粒子散射实验结果：绝大多数α粒子穿过金箔后方向不变，少数α粒子发生偏转，极少数α粒子发生大角度偏转.类题演练2卢瑟福α粒子散射实验的结果（）A.证明了质子的存在B.证明了原子核是由质子和中子组成的C.说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上D.说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动解析：原子的有核模型即原子的核式结构，是卢瑟福在α粒子...
