1、本作品版权由冯广雁老师所有,授权予北京校园之星科技有限公司，任何机构或个人均不得擅自复制、传播。本公司热忱欢迎广大一线教师加入我们的作者队伍。有意者请登录高考资源网()版权所有，盗用必究！原子的核式结构 原子核 教案一、教学目的：1、使学生掌握粒子散射实验的结果和由此而提出的原子的核式结构学说。2、通过对原子结构的认识过程的学习，使学生认识到人类对微观世界的认识是不断定扩大和加深的，从而进行辩证唯物主义教育。二、教学重点、难点1、 掌握粒子散射实验的结果和由此而提出的原子的核式结构学说2、 掌握原子核的结构。三、教学过程这章是高二物理的最后一章，包括原子结构、原子核的组成和原子能等内容。原子是
2、微小的，无法直接观察它的内部结构，实验中研究原子的有效办法是利用高能粒子去碰撞原子，引起某些可能观察到的现象，从分析这些现象的过程中逐步探索认识原子的内部结构和规律。在这一章中重点讲述了人类是在哪些实验基础上认识原子结构和原子核组成的。怎样在实验与理论的相互推动下，使认识不断发展不断深入的。1、19世纪末以前，人们认为原子是不可再分的。公元前5世纪，希腊哲学家提出物质是由不可分的微粒（原子）组成的。不过没有实验根据。一百多前，人们从化学实验中知道，物质由分子组成，分子由原子组成。因在化学反应中原子的种类和数目不变，使人们认为原子是组成物质的最小微粒，是不能再分的。2、电子的发现。（1）介绍阴极
3、射线：在封闭的玻璃管内有两个电极，抽出管内的空气（压强在10-2mmHg以下）。当两极间加高压时，从阴极发出一种射线叫阴极射线，它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光。在19世纪70年代已有人提出它是带负电的粒子流，但实验证据不足。（2）1897年英国科学家汤姆生利用阴极射线在电场中和磁场中的偏转的实验证明了阴极射线是带负的的粒子流。（3）1897年汤姆生进一步测定了阴极射线粒子的荷质比e/m，发现不同物质组成的阴极发出的射线都有相同的e/m值。表明这种带电粒子是一切不同元素的原子的共同组成部分，称它为电子。汤姆生测得电子的荷质比e/m约是氢离子荷质比的二千倍，又测得二者电量基本相同，由此可知电子的
4、质量约是氢离子质量的二千分之一，电子比原子的质量小得多。电子的发现证明了原子是可分的后来发现光电效应等都从物质原子中击出了电子。3、汤姆生原子模型。原子内有带负电的电子，但原子是中性的，所以原子里必定还有带正电的部分，并且正电荷的总量和电子的总电量必定相等，那么它们是怎样组成的原子的呢？ 20世纪初科学家们提出了很多种原子模型。其中最有影响的是汤姆生模型。但后来被一个新的实验事实否定了，而卢瑟福却根据这一实验事实提出了原子的核式结构学说。4、粒子的散射实验。（1）1909-1911年英国物理学家卢瑟福和他的助手做了用粒子轰击薄金箔的实验。粒子：带正电，电量是电子电量的2倍，质量约是氢原子的4倍
5、，约是电子质量的7000倍。从放射性元素中放射出来的粒子动能很大，射出速度达107米/秒，粒子打到荧光屏上能产生一个闪烁的亮点，可用显微镜观察。（2）介绍粒子散射实验装置各部分的名称和作用。放射源：钋放在带小孔的铅盒中，能放射粒子。金 箔：厚度极小，可至1微米（虽然很薄但仍有几千层原子）。显微镜：能够围绕金箔在水平面内转动。荧光屏：玻璃片上涂有荧光物质硫化锌，装在显微镜上。（3）介绍实验过程：、钋放出的粒子从铅盒小孔射出，形成很细的束射线，射到荧光屏上产生闪光，通过显微镜观察。、放上金箔F，观察粒子穿过金箔打到荧光屏上发出的闪光。、转动显微镜和荧光屏，在不同偏转角处观察，可看到粒子的散射现象。
6、（4）实验现象绝大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。散射的粒子的数目随着角的增大而很快地减少。有极少数粒子的偏转角超过了900，有的甚至几乎达到1800，象是被金箔弹回来。（5）汤姆生原子模型不能解释粒子的散射实验结果中的大角度散射现象，因而被否定。（6）为了解释粒子的散射实验结果，卢瑟福在1911年提出了原子的核式结构学说：在原子的中心有一个很的核，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里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。四、实际应用例1、如图所示，实线表示金原子核电场的等势面，虚线表示粒子在金核电场中散射时的运动轨迹设粒子通过a、b、c
7、三点时速度分别为a、b、c，电势能分别为a、b、c，则（ ）Aabc，bacBbca，bacCbac，bacDbac，bac分析 金原子核和粒子都带正电，粒子在接近金核过程中需不断克服库仑斥力做功，它的动能减小，速度减小，电势能增加；粒子在远离金核过程中库仑斥力不断对它做功，它的动能增大，速度增大，电势能减小因此这三个位置的速度大小关系和电势能大小关系为cabbac答 D说明 比较电势能大小，也可以直接从等势面的电势高、低得到因为金核带正电，所以越靠近核的等势面的电势越高，即UbUaUc电荷系统的电势能=qU而粒子带正电(q0)，所以电势能的关系必是bac例2、已知氢原子核的质量约为1.671
8、0-27kg，试估算跟氢原子核密度相同的1mm3的物质质量分析 根据卢瑟福粒子散射实验，可估算出原子核的半径约10-15m，由此可算出核的体积，根据密度公式即得解答 氢原子核的平均密度为41017kg/m3所以，1mm3跟氢原子核密度相同的物质质量为m=V=41017110-9kg=4108kg=4105t例3、已知金的原子序数为79，粒子离金原子核的最接近距离设为10-13m则粒子离金核最近时受到的库仑斥力多大？对粒子产生的加速度多大？已知粒子的电量q=2e，质量m=6.6410-27kg分析 分别根据库仑定律和牛顿第二定律可算出解答 粒子离核最近时受到的库仑斥力为=3.64N金核的库仑斥力对粒子产生的加速度大小为说明 由计算可知，粒子离金原子核最近时，受到金核斥力产生的加速度极大，因此会使粒子的运动状态发生迅速的变化速度的大小迅速衰减或方向急剧改变讨论当粒子正对着金原子核射入时，粒子不断克服金核的库仑斥力做功，它的动能逐渐转化为金核-粒子系统的电势能当粒子最接近金核时，粒子的瞬时速度为零，它的动能完全转化为系统的电势能，即式中U就是粒子离金核最近时，金原子核电荷电场在该处的电势如果已知点电荷电势公式后，就可根据上式算出最接近的距离这个距离可以看成是核的直径五、课堂小结本节课重点掌握粒子散射实验的结果和由此而提出的原子的核式结构学说以及原子核的结构。
