2017-2018学年同步备课套餐之物理沪科版选修3-5讲义：第3章原子世界探秘3.13.2.doc

3．1 电子的发现及其重大意义 3． 2 原子模型的提出 [学习目标  ] 1.知道阴极射线的组成，电子是原子的组成部分  .2.了解汤姆生发现电子的研究方 法及蕴含的科学思想 .3.了解 α粒子散射实验的实验器材、 实验原理和实验现象 .4.知道卢瑟福的原子核式结构模型的主要内容 .5.知道原子和原子核大小的数量级， 原子的组成及带电情况． 一、阴极射线 [导学探究 ]  电子的发现 1.在图 1 所示的实验中，将阴极射线管的阴极和阳极接上高压电源后，用真空 泵逐渐抽去管中的空气，会产生什么现象？当气压降得很低时，又有什么现象发生？ 图 1 答案 接上高压电源后， 管内会产生气体放电现象，当气压降得很低时，管内不再发光，但 由阴极发射出的射线，能使荧光物质发光． 2．人们对阴极射线的本质的认识有两种观点，一种观点认为是一种电磁波，另一种观点认 为是带电微粒，你认为应如何判断哪种观点正确？ 答案 可以让阴极射线通过电场 (磁场 )，若射线垂直于电场 (磁场 ) 方向射入之后发生了偏转， 则该射线是由带电微粒组成的． [知识梳理 ] 1．阴极射线的特点 在真空中沿直线传播； 碰到物体可使物体发出荧光． 2．汤姆生对阴极射线本质的探究 结论：汤姆生通过实验得出， 阴极射线是一种带负电的质量很小的粒子， 物理学中称为电子， 电子是原子的组成部分． [即学即用 ] 判断下列说法的正误． 阴极射线在真空中沿直线传播．( √ ) (2) 英国物理学家汤姆生认为阴极射线是一种电磁辐射． ( × ) (3) 组成阴极射线的粒子是电子．  (  √  ) (4) 电子是原子的组成部分，电子电荷量可以取任意数值．  (  ×  ) 二、 α粒子散射实验 [导学探究  ]  如图  2 所示为  1909  年英籍物理学家卢瑟福指导他的学生盖革和马斯顿进行  α 粒子散射实验的实验装置，阅读课本，回答以下问题： 图 2 1．什么是 α粒子？ 答案 α粒子 (24He)是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子， 实质是失去两个电子的氦 原子核，带有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的  4 倍、电子质量的  7 300  倍． 2．实验装置中各部件的作用是什么？实验过程是怎样的？ 答案 ① α粒子源：把放射性元素钋放在带小孔的铅盒中，放射出高能的 α粒子． ②带荧光屏的放大镜：观察 α粒子打在荧光屏上发出的微弱闪光． 实验过程： α粒子经过一条细通道，形成一束射线，打在很薄的金箔上，由于金原子中的带电粒子对 粒子有库仑力的作用， 一些 α粒子会改变原来的运动方向． 带有放大镜的荧光屏可以沿图中 虚线转动，以统计向不同方向散射的 α粒子的数目． 3．实验现象如何？ 答案 绝大多数的 α粒子穿过金箔后沿原来的方向前进，少数 α粒子发生了大角度的偏转， 有的 α粒子偏转角超过 90°，极少数 α粒子甚至被反弹回来． 4．少数 α粒子发生大角度散射的原因是什么？ 答案 α粒子带正电， α粒子受原子中带正电的部分的排斥力发生了大角度散射．  α [知识梳理  ] 1．α粒子散射实验装置由  α粒子源、 金箔、带有荧光屏的放大镜等几部分组成，  实验时从 α 粒子源到荧光屏这段路程应处于真空中． 2．实验现象 绝大多数的 α粒子穿过金箔后沿原来的方向前进； 少数 α粒子发生了大角度的偏转； 有的 α粒子偏转角超过 90°，有极少数 α粒子甚至被反弹回来． 3． α粒子散射实验的结果用汤姆生的“枣糕模型”无法解释． [即学即用 ] 判断下列说法的正误． (1) α粒子散射实验证明了汤姆生的原子模型是符合事实的． ( × ) α粒子散射实验中大多数 α粒子发生了大角度偏转或反弹．( × ) α粒子大角度的偏转是电子造成的．( × ) (4) α粒子带有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的 2 倍． ( × ) 三、原子的核式结构模型 原子核的电荷与尺度 [导学探究 ] 1.原子中的原子核所带电荷量有何特点？ 答案 原子核带正电，所带电荷量与核外电子所带的电荷量相等． 2．核式结构模型是如何解释 α粒子散射实验结果的？ 答案 ①由于原子核很小， 大多数 α粒子穿过金箔时都离核很远， 受到的斥力很小， 它们的 运动方向几乎不改变． ②只有极少数 α粒子有机会与原子核接近，受到原子核较大的斥力而发生明显的偏转． [知识梳理 ] 1．核式结构模型： 1911 年由卢瑟福提出．在原子中心有一个很小的核，叫原子核．它集中 了原子的全部正电荷和几乎全部的质量，电子在核外空间绕核旋转． 2．原子核的电荷与尺度 ―→ 原子核电荷数等于核外电子数，非常接近原子序数 . 原子核 — ―→ 原子半径数量级是 1