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1、原子复杂结构的发现过程,1897年发现阴极射线是电子流,都从物体中击出电子来,原子(中性),电子(一),正电荷?,设想?,1、公元前五世纪,希腊哲学家提出物质是由不可分割的微粒（叫原子）组成。,2、100多年前,化学反应中原子的种类和数目不变，化学上倍比定律的发现等证实了物质的原子性结构，认为原子是不可再分的、物质是由原子组成的。,3、19世纪末20世纪初,X射线使气体电离,光电效应,汤姆生原子模型,十九世纪末，汤姆生发现了电子，并知道电子是原子的组成部分由于电子是带负电的，而原子又是中性的，因此推断出原子中还有带正电的物质那么这两种物质是怎样构成原子的呢？,汤姆生,杰出贡献:1897年发现电
2、子(荣获1906年诺贝尔物理奖),电子,正电荷,汤姆孙认为：原子是一个球体；正电荷均匀分布在整个球内，而电子都象布丁中的葡萄干那样镶嵌在内。,一、汤姆孙的原子模型,“枣糕模型”能够定性解释原子光谱。,“枣糕模型”,以汤姆孙为首的英国剑桥学派，在原子物理学上所取得的这些惊人成就，使欧洲大陆上的物理学家都拜倒在他们的脚下。他的学生卢瑟福也接受了汤姆孙的原子模型，1909年卢瑟福建议其学生兼助手盖革和马斯顿用粒子轰击金箔去验证汤姆孙原子模型。,从经典物理学的角度看，汤姆孙的模型是很成功的。解释原子是电中性的，电子在原子里是怎样分布的，解释原子为什么会发光，能估计出原子的大小约为一亿分之一厘米。,二.
3、粒子散射实验,1.实验装置,放射源放射性元素钋（Po）放出粒子，粒子 是氦核，带2e正电荷，质量是氢原子的4倍，具有较大的动能。金箔作为靶子，厚度1m,重叠了3000层左右的 金原子。荧光屏粒子打在上面发出闪光。显微镜通过显微镜观察闪光，且可360转动观察不同角度粒子的到达情况。,思考与讨论：1、粒子射入金箔时难免与电子碰撞。试估计与电子的碰撞对粒子速度的影响。2、按照汤姆孙枣糕原子模型，正电荷均匀分布在整个原子球体内部。请分析：粒子穿过金箔，受到电荷的作用力后，沿哪些方向前进的可能性较大，最不可能沿什么方向前进。3、试画出粒子穿过汤姆孙枣糕模型的图景。,根据汤姆孙模型的计算：粒子穿过金箔后偏
4、离原来方向的角度是很小的，因为电子的质量不到粒子的1/7300，粒子碰到它，就像飞行着的子弹碰到一粒尘埃一样，运动方向不会发生明显的改变。正电荷又是均匀分布的，粒子穿过原子时，它受到原子内部两侧正电荷的斥力大部分相互抵消，粒子偏转的力就不会很大。事实真的如此吗？,二.粒子散射实验,1、绝大多数 粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进,2、少数 粒子发生了较大的偏转,3、极少数粒子的偏转超过90,4、有的甚至几乎达到180,二.粒子散射实验,卢瑟福对于上述实验的结果感到十分惊奇，他说：“这是我一生中从未有的最难以置信的事，它好比你对一张纸发射炮弹，结果被发弹回来而打到自己身上。”,3.实验分析,思考：为
5、什么会这样说？汤姆逊枣糕原子模型能否解释这种现象？,二.粒子散射实验,卢瑟福根据他的导师汤姆生模型计算的结果：电子质量很小，对粒子的运动方向不会发生明显影响；由于正电荷均匀分布，粒子所受库仑力也很小，散射角不超过零点几度，发生大角度偏转的几率几乎是零,实验结果与之前预测完全不一致，所以原子结构模型必须重新构思!,实验结果却是有八千分之一的粒子发生了大角度偏转！,1、绝大多数 粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进,2、少数 粒子发生了较大的偏转,3、极少数粒子的偏转超过90,4、有的甚至几乎达到180,第一条现象说明，原子中绝大部分是空的；,第二、三现象可看出，粒子受到较大的库仑力作用；,第四条现象可
6、看出，粒子在原子中碰到了比他质量大的多的东西,1、在原子中心有一个很小的核，叫原子核2、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里3、带负电的电子在核外空间绕着核旋转,三、原子的核式结构的提出,粒子穿过原子时，电子对粒子运动的影响很小，影响粒子运动的主要是带正电的原子核。而绝大多数的粒子穿过原子时离核较远，受到的库仑斥力很小，运动方向几乎没有改变，只有极少数粒子可能与核十分接近，受到较大的库仑斥力，才会发生大角度的偏转。,三.原子的核式结构的提出,2.对粒子散射实验现象解释,根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分“空旷”的，举一个简单的例子：,质子,中子,核子,质子数,电荷数,原子核的组成,1919年，卢瑟福用粒子轰击氮核，得到了质子，进而猜想原子核内存在不带电的中子，这一猜想10年后被他的学生查德威克用实验证实，并得到公认,电荷数 Z=质子数=原子序数,质量数 A=核子数=质子数+中子数,同位素：质子数相同而中子数不同的原子，叫同位素。其原子的核外电子都相同，因而化学性质相同，但物理性质不同。,元素符号表示：,课堂小结:,粒子散射实验现象及卢瑟福提出原子的核式结构模型:,
