2.2原子的核式结构模型 学案（2020年鲁科版高中物理选修3-5）

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1、第2节原子的核式结构模型目标定位1.了解粒子散射实验的实验装置、实验原理和实验现象.2.理解卢瑟福的原子核式结构模型一、粒子散射实验1实验装置(如图1)：图12实验方法用由放射源发射的粒子束轰击金箔，利用荧光屏接收，探测通过金箔后的粒子分布情况3实验结果绝大多数粒子穿过金箔后，仍沿原来的方向前进，但有少数粒子发生了较大的偏转，有极少数粒子偏转角超过了90，有的甚至被原路弹回，粒子被反射回来的概率竟然有.二、卢瑟福原子模型1核式结构模型原子内部有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷以及几乎全部的质量都集中在原子核内，带负电的电子绕核运动原子的核式结构模型又被称为行星模型2原子的大小：(1)

2、原子直径数量级：1010 m.(2)原子核直径数量级：1015 m.一、对粒子散射实验的理解1装置：放射源、金箔、荧光屏等，如图2所示 图22现象：(1)绝大多数的粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进(2)少数粒子发生较大的偏转(3)极少数粒子偏转角度超过90，有的几乎达到180.3注意事项：(1)整个实验过程在真空中进行(2)粒子是氦原子核，体积很小，金箔需要做得很薄，粒子才能穿过4汤姆孙的原子模型不能解释粒子的大角度散射【例1】 (多选)如图3为卢瑟福所做的粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，下述说法中正确的是()图3A相同时间内在A时观察到屏上

3、的闪光次数最多B相同时间内在B时观察到屏上的闪光次数比放在A时稍少些C放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少D放在C、D位置时屏上观察不到闪光答案AC解析在卢瑟福粒子散射实验中，粒子穿过金箔后，绝大多数粒子仍沿原来的方向前进，故A正确；少数粒子发生大角度偏转，极少数粒子偏转角度大于90，极个别粒子反弹回来，所以在B位置只能观察到少数的闪光，在C、D两位置能观察到的闪光次数极少，故B、D错，C对借题发挥解决粒子散射实验问题的技巧1熟记实验装置及原理2理解建立核式结构模型的要点(1)核外电子不会使粒子的速度发生明显改变(2)汤姆孙的原子模型不能解释粒子的大角度散射(3)少数粒子发生了大角度

4、偏转，甚至反弹回来，表明这些粒子在原子中的某个地方受到了质量、电荷量均比它本身大得多的物体的作用(4)绝大多数粒子在穿过厚厚的金原子层时运动方向没有明显变化，说明原子中绝大部分是空的，原子的质量、电荷量都集中在体积很小的核内针对训练1(多选)图4用粒子撞击金原子核发生散射，图4中关于粒子的运动轨迹正确的是()Aa BbCc Dd答案CD解析粒子受金原子核的排斥力，方向沿两者的连线方向，运动轨迹弯向受力方向的一侧，A、B均错误；离原子核越近，粒子受到的斥力越大，偏转越大，C、D正确二、卢瑟福原子核式结构模型1内容：在原子中心有一个很小的核，叫原子核原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在核内，带负

5、电的电子在核外空间绕核旋转2对粒子散射实验现象的解释(1)当粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力很小，运动方向改变很小，因为原子核很小，所以绝大多数粒子不发生偏转(2)只有当粒子十分接近原子核穿过时，才受到很大的库仑力作用，偏转角才很大，而这种机会很少(3)如果粒子正对着原子核射来，偏转角几乎达到180，这种机会极小，如图5所示 图53数量级：原子的半径数量级为1010 m，原子核半径的数量级为1015 m【例2】下列对原子结构的认识中，错误的是()A原子中绝大部分是空的，原子核很小B电子在核外绕核旋转，向心力为库仑力C原子的全部正电荷都集中在原子核里D原子核直径的数量级大约为101

6、0 m答案D解析卢瑟福粒子散射实验的结果否定了关于原子结构的汤姆孙模型，卢瑟福提出了关于原子的核式结构学说，并估算出原子核直径的数量级为1015 m，而原子直径的数量级为1010 m，是原子核直径的十万倍，所以原子内部是十分“空旷”的，核外带负电的电子由于受到带正电的原子核的库仑引力而绕核旋转，所以本题应选D.针对训练2在卢瑟福粒子散射实验中，只有少数粒子发生了大角度偏转，其原因是()A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里B正电荷在原子内是均匀分布的C原子中存在着带负电的电子D原子的质量在原子核内是均匀分布的答案A解析原子的核式结构正是建立在粒子散射实验结果基础上的，C、D的说

7、法没有错，但与题意不符粒子散射实验的理解1在粒子的散射实验中，使少数粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对粒子的()A万有引力 B库仑力C磁场力 D核力答案B2英国物理学家卢瑟福用粒子轰击金箔，为了解释实验结果，提出了原子的核式结构学说，如图所示，O表示金原子核的位置，曲线ab和cd表示经过金原子核附近的粒子的运动轨迹，能正确反映实验结果的图是()答案D解析粒子散射实验的原因是粒子与金原子核间存在库仑斥力，因此仅有D图正确原子的核式结构模型3(多选)卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有()A原子的中心有个核，叫原子核B原子的正电荷均匀分布在整个原子中C原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内

8、D带负电的电子在核外绕着核旋转答案ACD解析卢瑟福原子核式结构理论的主要内容是：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内，带负电的电子在核外空间绕着核旋转，由此可见，B选项错误，A、C、D选项正确4(多选)卢瑟福对粒子散射实验的解释是()A使粒子产生偏转的主要是原子中电子对粒子的作用力B使粒子产生偏转的力是库仑力C原子核很小，粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的粒子仍沿原来的方向前进D能发生大角度偏转的粒子是穿过原子时离原子核近的粒子答案BCD解析原子核带正电，与粒子间存在库仑力，当粒子靠近原子核时受库仑力而偏转，电子对它的影响可忽略，故A错，B对；由于原子核非常小，绝大多数粒子经过时离核较远因而运动方向几乎不变，只有离核很近的粒子受到的库仑力较大，方向改变较多，故C、D对.