物质的微观结构

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1、图12-A-1第十二章物质的微观结构A、原子的核式结构【知识点1】了解电子的发现1、英国物理学家汤姆逊对阴极射线进行了一系列的实验研究，1897年，他确认阴极射线是由质量小于氢原了质量千分之一的带负电的粒了纟R成的，汤姆逊把这种粒了叫电了。以后美国物理学家密立根粕确地测定了电子的电量，电子的电量是G1.6X10叱；电子的质量是m=0.91X10_3°kgo2、汤姆逊发现电子，是物理学史上的重要事件。电子比已知的最小的原子还要小，它说明原了不是构成物质的最小微粒，原了木身也具冇结构，原了还町以再分，这样“原了不可分

2、”的观念就彻底被否定了。通常情况下，原子是电中性的，而电子是原子的组成部分，电子带负电且质量乂很小,那么原子里一定还有带正电的目•集中了原子几乎所有质量的部分。电子和原子中带正电的部分是怎样组成原子的呢？科学家们曾提出了几种原子模型，汤姆逊提出的原子模型是：原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球体内，电子则镶嵌在球内（“枣糕型”）。【知识点2】知道。粒子散射实验••1、实验目的：英国物理学家卢瑟福想证明汤姆逊原子模型的正确性，1911年起做了“a粒子散射实验”。所谓“a粒子散射实验”是用放射性元索针放出的a粒子束

3、，轰击金箔的实验。实验结果却否定了汤姆逊原子模型。2、为什么用a粒子轰击金箔？原了的结构非常紧密，要认识原了的组成，甜要川高速粒子对它进行轰击，以便对产生的物理现彖进行分析。由于a粒子具有足够的能量，有可能接近原子的中心，并且（X粒子还可以使荧光物质发光，如果a粒子因与其它粒子发生相互作用而改变了运动的方向，便可在荧光屏上显示出它的方向变化，因此卢瑟福用a粒子散射的方法来研究原子的结构。3、实验装置：主要由：放射源、金箔、荧光屏、显微镜和转动圆盘几部分组成，如图12-A-1定向障碍板人铲所示。放射源针放出a粒了；

4、为避免气体分子对a幺粒了•源f山氏门闪烁屏J粒子的运动产生彫响，-整个装置放在真空屮；使用金箔的目的有二个：（1）金冇极好的延展性，便于制成很薄的金箔，使a粒了在穿过金箔的过程中只与某一个金原子发生相互作用，（2）金的原子序数很大，这样金原子跟a粒子有足够大的库仑力，使产生的物理现象更为明显。实验过程小，荧光屏和显微镜能够围绕金箔在一个圆周上转动，可以观察到穿过金箔后偏转角度不同的u粒子的径迹。4、实验结果以及对结果分析：实验的结果：a粒子穿过金箔后“绝大多数”沿原来的方向前进；“少数”发生了鮫大的偏转；“极少数

5、”发牛了大角度偏转；“有的甚至”被反弹。对结果分析：由于电子带负电，其质量约为a粒子的1/7300,不可能使动能较大的a粒子产生人和度偏转。若按汤姆逊原子模型，原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球内，a粒子穿过原子时市于□粒子周围正电荷对它的斥力有相当一部分互相抵消，使a粒子偏转的力也不会很大，因此a粒子的大角度偏转说明汤姆逊模型与实验事实不符。实验现彖中的“绝大多数”a粒子穿过金箔后方向没有明显改变，表明a粒子在穿过吋基木上没有受到力的作用，说明原子小的绝大部分儿乎是空的，实验现象屮的“极少数”a粒子发生了大

6、角度偏转，“有的英至”反弹I叫来，说明a粒子在原子屮的某些地方受到了质最、电最均比u粒子本身大得多的原子核的作用。【知识点3】知道卢瑟福原子核式结构模型卢瑟福原子核式结构学说是：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎所有的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核高速旋转。原子半径大约是10%,核的大小约为IO"〜10%,假如把原了核比作一个乒乓球，那么整个原了就有一个足球场人；原了核集屮了原了的全部正电荷和几乎全部质量，最小的原子核是氢原子核，其质量是核外电子质量的1840倍；电子绕

7、核髙速旋转，就如A阳系中行星绕着太阳运转一样。电子做圆周运动所需要的向心力是原子核对电子的库仑力。根据原子的核式结构学说，a粒子穿过原子时，如果离核较远，受到的库仑斥力就很小,运动方向基本不变•只有当a粒子与核十分接近时，才会受到很人的库仑斥力，发主大角度的偏转，产生散射•根据(1粒子散射实验的数据可估计出原子核直径的数量级为10山〜10,5m,原子直径的数量级约为101()m,可见整个原子是十分“空旷”的。【典型例题】例1：a粒子散射实验屮，图12-A-2所示的a粒子的运动轨迹屮不可能能存在的(4)是()(A)

8、(1)；(B)(2)；(C)(3)；(D)(4)o［分析与解］a粒子是氮原子核，带正电，金核也带正电，因而它们间的库仑力是斥力。所以图12-A-2中的轨迹(2)和(3)是不可能的，故应选(B)、(C)o［解题关键］理解。粒子散射的原因。例2：下列叙述中，不属于卢瑟福原了核式结构学说内容的，或冇错误的是……()(A)原了的全部正电荷集中在一个很小的核上。(B)原子的全部质量