第一篇：《原子的核式結構模型》學案

高三年級物理學案使用時間：第周第 課時總課時制作人：儀忠凱班級姓名評價組長簽字：

《原子的核式結構模型》學案

【學習目標】（1）了解原子結構模型建立的歷史過程及各種模型建立的依據；

（2）知道?粒子散射實驗的實驗方法和實驗現象，及原子核式結構模型的主要內容。基礎知識回顧：

1.盧瑟福α粒子散射實驗的結果是：絕大多數α粒子穿過金箔

后，少數α粒子發生了，極少數偏轉角超過了90°，甚至被“反彈”回來。

2.α粒子散射實驗中，造成α粒子偏轉的主要原因是核內正電體對α粒子的作用。

3.盧瑟福通過__________________實驗提出了著名的______________模型。

4.根據盧瑟福核式結構理論，原子的和都集中在原子核里。

5.原子核半徑的數量級為m，原子半徑的數量級是m。

6.原子核所帶正電荷數與以及該元素在周期表內的相等。

7.電子繞核旋轉所需向心力就是核對它的。

案例精析：

例1 在盧瑟福的α粒子散射實驗中，有少數α粒子發生大角度偏轉，其原因是（）

A.原子的正電荷和絕大部分質量集中在一個很小的核上

B.正電荷在原子中是均勻分布的C.原子中存在著帶負電的電子

D.原子只能處于一系列不連續的能量狀態中

例2 盧瑟福原子核式結構理論的主要內容有（）

A．原子的中心有個核，叫原子核

B．原子的正電荷均勻分布在整個原子中

C．原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里

D．帶負電的電子在核外繞著核旋轉

三維達標：

基礎練習

1.在用α粒子轟擊金箔的實驗中，盧瑟福觀察到的α粒子的運動情況是

A.全部α粒子穿過金屬箔后仍按原來的方向前進

B.絕大多數α粒子穿過金屬箔后仍按原來的方向前進，少數發生較大偏轉，極少數甚至被彈回

C.少數α粒子穿過金屬箔后仍按原來的方向前進，絕大多數發生較大偏轉，甚至被彈回

D.全部α粒子都發生很大偏轉

2.盧瑟福α粒子散射實驗的結果

A.證明了質子的存在B.證明了原子核是由質子和中子組成的C.說明原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在一個很小的核上

D.說明原子的電子只能在某些不連續的軌道上運動

3.α粒子散射實驗中，使α粒子散射的原因是

A.α粒子與原子核外電子碰撞

B.α粒子與原子核發生接觸碰撞

勵志篤學求古今智慧厚德敦行做中華棟梁

C.α粒子發生明顯衍射

D.α粒子與原子核的庫侖斥力作用

4.關于α粒子散射實驗，下列說法正確的是（）

A．只有極少數α粒子發生了大角度散射

B．α粒子散射實驗的結果說明了帶正電的物質只占整個原子的很小空間

C．α粒子在靠近金原子核的過程中電勢能減小

D．α粒子散射實驗的結果否定了湯姆生給出的原子“棗糕模型”

5.下列關于原子核結構的說法正確的是

A．電子的發現說明了原子核內部還有復雜的結構

B．? 粒子散射實驗揭示了原子具有核式結構

C．? 粒子散射實驗中絕大多數? 粒子發生了大角度偏轉

D．? 粒子散射實驗中有的? 粒子生了大角度偏轉的原因是? 粒子與原子核發生碰撞所致

綜合躍升

6.在α粒子散射實驗中，并沒有考慮電子對粒子偏轉角度的影響，這是因為

A．電子體積很小，以致α粒子碰不到它

B．電子質量遠比比α粒子小，所以它對α粒子運動到影響極其微小

C．α粒子使各個電子碰撞的效果相互抵消

D．電子在核外均勻分布，所以α粒子受電子作用的合外力為零

答案基礎知識回顧

1.基本上仍沿原來的方向前進較大的偏轉 2.庫倫力 3.α粒子散射實驗 原子核式結構 4.全部正電荷 幾乎全部質量 5.10-15 10-106.核外電子數原子序數 7.庫侖力

案例精析：

例1解析：α粒子散射實驗中，有少數α粒子發生了較大偏轉．這說明了這些α粒子受到很大的庫倫力，施力物體應是體積甚小的帶電實體。根據碰撞知識，我們知道只有質量非常小的輕球與質量非常大的物體發生碰撞時，較小的球才被彈回去，這說明被反彈回去的α粒子碰上了質量比它大得多的物質實體，即集中了全部質量和正電荷的原子核．

答案：A

例2解析：盧瑟福原子核式結構理論的主要內容是：在原子的中心有一個很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質量都是集中在原子核里，帶負電的電子在核外空間里繞核旋轉，故B錯ACD對．

答案：ACD

三維達標：

1.B2.C 3.D4.A B D 5.B 6.B

學無止境何處是境生逢其時貴在惜時

第二篇：第一節原子的核式結構 原子核

原來的方向前進，但是有少數α粒子發生了較大的偏轉。這說明原子的正電荷和質量一定集中在一個很小的核上。

盧瑟福由α粒子散射實驗提出：在原子的中心有一個很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外空間運動。

盧瑟福出生于新西蘭。盧瑟福在英國劍橋大家卡文迪許實驗室學習了三年，當時領導實驗室的是卓越的物理學家湯姆生。

1896年，貝克勒耳發現了鈾鹽能發射出穿透力很強的輻射。不久盧瑟福就證明了這種“鈾射線”與Ｘ射線不同，他把能夠使大量原子電離但易被吸收的粒子叫α粒子后來證實（α粒子就氦核），α粒子帶正電，具有較大的功能，它的質量是電子質量的七千多倍。

盧瑟福是天才的實驗物理學家，他利用當時的實驗條件，對原子的結構進行了實驗研究。1909年，盧瑟福交給一位新來的學生、青年物理學家馬斯登一項簡單的任務，要他數一數穿過各種物質薄片（金、銅、鋁等）的α粒子，這些薄片是放在放射源和熒光屏之間的，盧瑟福想看一看馬斯登能不能看到什么奇異現象，當時大家都接受湯姆生的原子模型，按照這種模型，α粒子應該很容易地穿過原子球，不應該發生散射現象，但是馬斯登注意到，雖然絕大多數的α粒子穿過了薄片，但是仍然可以看到散射現象——有一些粒子好像是跳回來了，實驗重復了很多次，盧瑟福經過深入的研究和思考以后，得出了下面的結論：原子是一個很復雜的系統，它有一個帶正電的核（原子核），在核周圍的一定軌道上轉動著帶負電的電子。

1918年，盧瑟福接替退休的湯姆生的職位，擔任著名的卡文迪許實驗室主任，他在那里一直工作到逝世。

有關α粒子散射實驗，下列說法中正確的是（）

絕大多數α粒子穿過金箔后不改變方向；

α粒子碰到電子后運動方向幾乎不發生改變；

α粒子散射實驗，肯定了湯姆生的原子結構模型；

α粒子散射實驗，是盧瑟福原子核式結構模型的實驗依據。

［作業布置］

第三篇：原子核結構的教案設計

新課標要求

1、知識與技能

(1)知道原子核的組成，知道核子和同位素的概念。

2、過程與方法

(1)通過觀察，思考，討論，初步學會探究的方法;

(2)通過對知識的理解，培養自學和歸納能力。

3、情感、態度與價值觀

(1)樹立正確的，嚴謹的科學研究態度;

(2)樹立辨證唯物主義的科學觀和世界觀。

教學重點：原子核的組成。

教學難點：如何利用磁場區分質子與中子

教學方法：教師啟發、引導，學生討論、交流。

教學用具：投影片，多媒體輔助教學設備

1、原子核的組成問提：質子：由誰發現的?怎樣發現的?中子：發現的原因是什么?由誰發現的?(盧瑟福用粒子轟擊氮核，發現質子。查德威克發現中子。發現原因：如果原子核中只有質子，那么原子核的質量與電荷量之比應等于質子的質量與電荷量之比，但實際卻是，絕大多數情況是前者的比值大些，盧瑟福猜想核內還有另一種粒子)

小結：

①質子(proton)帶正電荷，電荷量與一個電子所帶電荷量相等，中子(nucleon)不帶電，②數據顯示：質子和中子的質量十分接近，統稱為核子，組成原子核。

提問：③原子核的電荷數是不是電荷量?④原子荷的質量數是不是質量?

提示：③不是，原子核所帶的電荷量總是質子電荷的整數倍，那這個倍數就叫做原子核的電荷數。

④原子核的質量幾乎等于單個核子質量的整數倍，那這個倍數叫做原子核的質量數。

小結：③原子核的電荷數=質子數=核外電子數=原子序數

④原子核的質量數=核子數=質子數+中子數

⑤符號表示原子核，X：元素符號;A：核的質量數;Z：核電荷數

一種鈾原子核的質量數是235，問：它的核子數，質子數和中子數分別是多少?(核子數是235，質子數是92，中子數是143)

2、同位素(isotope)

(1)定義：具有相同質子數而中子數不同的原子，在元素周期表中處于同一位置，因而互稱同位素。

(2)性質：原子核的質子數決定了核外電子數目，也決定了電子在核外的分布情況，進而決定了這種元素的化學性質，因而同種元素的同位素具有相同的化學性質。

提問：列舉一些元素的同位素?

提示：氫有三種同位素：氕(通常所說的氫)，氘(也叫重氫)，氚(也叫超重氫)，符號分別是：。

碳有兩種同位素，符號分別是。

第四篇：盧瑟福α粒子散射實驗與原子核式模型的建立

盧瑟福α粒子散射實驗與原子核式模型的建立

1907年7月，盧瑟福從蒙特利爾到達曼徹斯特，成為曼徹斯特實驗室主任，10月他擔任了該城維多利亞大學朗斯沃席（Lanysworthy）物理學教授的職務。他最早的行動之一是理出一個“可能研究”的項目清單，其中之一是“α射線的散射”。這是他與蓋革合作的幾個課題之一。蓋革從1906年

起就一直在曼徹斯特，是盧瑟福的前任舒斯特（Schuster

Arthur，1851～1934）的助手。

1908年6月，蓋革獨立完成的一篇關于α粒子散射的文章，α粒子的輻射源是從幾毫克溴化鐳（RaBr2）中射出的一束很確定的α射線，散射體是一塊薄金箔或鋁箔；用閃

爍計數法來檢測α粒子。兩種材料都用來作過觀察，但是更多的是用金箔，箔片厚度相等。蓋革得出結論：“某些α粒

子被偏轉到一個相當大的角度??更充分的研究將使我們

能夠從理論的觀點探索這一結果。”

1909年初的一天，當盧瑟福步入蓋革的房間的時候。房里還有蓋革的一位“在科學上充滿樂趣和激情”20歲大學本科生的年輕助手，他的名字叫歐內斯特·馬斯頓（Marsden Sir Ernest，1889～1970）。馬斯頓回憶說：“有一天盧瑟福走進房間，當時我們正在那兒計數α粒子，他轉向我說：‘你們用一塊金屬表面直接反射α粒子，看能否得到什么效果。’我不以為他期望得到什么結果，但這個預感正如其他諸多預感一樣，說不定會使我們觀察到一些東西??令我驚奇的是，我確實觀察到了期待中的效果??我清楚地記得一星期以后，當我在通向盧瑟福私人房間的樓梯上遇到他時，向他報告了這個結果。”

1909年5月由蓋革和馬斯頓提交的一篇論文，粒子輻射源是鐳射氣形成的氡（Rn222），還是利用閃爍計作為探測器。主要的結論是：“大約有1/8000的入射α粒子被反射”，即散射角超過90o。文章中也含有被散射的α粒子的總數目的初始信息，他們還把這一散射視為散射箔金屬的函數。1/8000，對于這樣的實驗事實，盧瑟福感到十分驚奇。正如他曾經描述過他對這一結果的反應：“這種事情如此地不可能，就好象你用15英寸的炮彈射擊一層薄紙，但炮彈卻被薄紙彈回來打中自己一樣的不可思議。”因為從牛頓力學的計算我們知道，當入射的質量大于靶粒子時，它是只會受到散射角小于90°的向前散射。而根據當時流行的J．J．湯姆遜原子模型，原子質量和電荷被認為是均勻分布在原子球體內，這樣分散的分布是無法使得運動得很快、具有很大動量的粒子往回散射的。對于這個結果，他首先考慮到α粒子是受到電磁力的作用。在運用庫侖定律計算后，他發現要使速度驚人的α粒子彈回來，必定是其受到原子內的強電場作用，而要達到這個強度，原子內正電荷必須集中在直徑為 厘米的球形范圍內，且這個小球是很重的，這說明了什么？這說明原子里的大部分是空蕩蕩的！據此盧瑟福不得不假設原子中的正電荷和質量并非均勻分布而是集中于一點上。

但1910年，J．J．湯姆遜為了進一步展開自己提出的原子模型，又提出了關于高速帶電粒子穿透物質薄層時散射角分布的理論（多次散射理論），并被克勞瑟（J．A．Crowther）通過β射線散射的實驗所證實。此時的盧瑟福，因受到J．J．湯姆遜的實心帶電球原子模型，無法用小角度散射的積累（復合散射）予以解釋而感到迷惑不解。此后，盧瑟福反復思考，一個偶然的α粒子為什么會偏轉? 為何α粒子的大角散射不能用大量小角的積累(復合散射理論)來解釋？在反復計算實驗結果后得出一個重要的結論：絕大多數的大角散射應為一次碰撞的結果。從而準確地描述了解決原子有核模型問題的一個關鍵點——整個的偏轉必須是單獨的一次完成的結果，因此就必須假定在原子內部有強電場的存在，而原子有核模型可以提供這樣的強電場。

盧瑟福在后來的論文開頭是這樣寫的：“眾所周知，α、β粒子與物質原子碰撞之后將從其直線運動偏折。對于β粒子，要比α粒子散射得更厲害，因為β粒子的動量和能量小得多。這些快速運動粒子的軌道會穿越原子，并且觀測到的偏折是由于原子系統中存在著強電場，這兩點似已無疑問。一般都假設，α、β射線在穿過物質薄片時遭到的散射是由于物質原子多次微弱散射的結果。但是蓋革和馬斯登的α射線散射觀測卻表明α射線有一部分經單次碰撞必定會遭到大于直角的偏折。例如他們發現，入射α射線的一小部分，大約兩千分之一，在穿過約0.00004厘米厚的金箔時發生了平均為90°角的偏折。蓋革隨后證明，α射線穿過這樣厚的金箔，其偏折角最可幾值約為0.87°。根據概率論作一簡單計算，表明α粒子偏折到90°角的機會是極小的。另外，可以看到，如果把大角度偏折看成是多次小偏折造成的，則α粒子的大角度偏折應按期待的概率規律有一定分布，但實際上并不服從這個概率規律。似乎有理由假設，大角度偏折是由于單個原子的碰撞，因為第二次碰撞能產生大角度的機會在大多數情況下是極為微小的。簡單的計算表明，原子一定是處于強大電場的位置中，以致于一次碰撞竟能產生這樣大的偏折。”

盧瑟福感到非要做理論物理學家不可，這是因為如果不這樣，他就不能解釋來自他實驗室的實驗數據。蓋革回憶大致是1910年末或 1911年初：“有一天［盧瑟福］來到我的房間，心清顯然非常之好，他告訴我他現在知道這原子是怎么樣的了，以及大角散射意味著什么。”1911年3月7日，盧瑟福把他的主要結果以題為《物質對α與β粒子的散射及原子的結構》論文呈交給曼徹斯特文學和哲學學會，具有決定意義的文章出現在《哲學雜志》5月號上。盧瑟福的原子模型引用了散射截面?(?)的概念，其結果可以寫為：

(NeQ)

2，其中υ，m，Q分別是α粒子的速度、質量和電荷。Ne是核的?(?)?2244m?sin?/2

帶電量。盧瑟福散射截面表式包含的信息顯然比這些數據多得多。盧瑟福證實了他的理論在定性上符合蓋革和馬斯頓的大角度散射，與原子序數相關，以及符合蓋革有關平均的散射角的結果。蓋革記得，“可能就在同一天，我開始檢驗盧瑟福預言的粒子數和散射角之間的關系”。后來蓋革與馬斯頓進一步合作，并得到的結果令人滿意。

盧瑟福的原子核式模型認為：在原子中心有一個體積很

小的帶正電的核，這個核具有原子的大部分質量，電子

沿軌道繞核旋轉，像行星繞太陽一樣。某元素原子核的正電荷數等于該元素在周期表上的序數，也就是沿軌道

旋轉的電子數。因此就整個原子來說，在電荷上是中性的。盧瑟福的原子模型還有以下事實作證：重元素比輕

元素散射的α粒子多得多，這是由于重元素的核電荷和

質量比較大的緣故。

盧瑟福對自己提出的模型頗有信心，但是這一模型

也有在當時看來無法克服的困難。譬如：原子的穩定性

就是一例，電子如果繞核旋轉，按麥克斯韋的電磁理論，電子將釋放電磁能量，而且可以很容易算出，只需要很短的時間（百分之幾秒）電子就將失去全部的動能，因而將迅速被帶正電的核吸引到核上去，就像宇宙空間的隕石由于萬有引力而落到地球上一樣，即“原子坍塌”。但宇宙中的原子并沒有坍塌，多少億年之后的今天，原子仍然存在就是一個的證明（這一困難在幾年之后由玻爾解決了）。帶電的核由于同性相斥，核內各個組成部分擠得那么緊，相互排斥力很大，那它們又怎么能夠結合在一起呢？這個嚴重的問題，直到近50

年以后才由新的理論來解決。此后，盧瑟福公式有了許多精細的改進：原子中電子對原子核的庫侖場的屏蔽，原子中電子自身對散射的貢獻，自旋和相對論效應，有限原子核大小的影響，固態效應——以及強相互作用的影響等等引起的修正。

第五篇：《原子的核式結構模型》同步練習

《原子的核式結構模型》同步練習

一、選擇題

1、關于α粒子散射實驗的下述說法中正確的是（）

A、在實驗中觀察到的現象是絕大多數α粒子穿過金箔后，仍沿原來的方向前進，少數發生了較大偏轉，極少數偏轉超過90，有的甚至被彈回，接近180.B、使α粒子發生明顯偏轉的力是來自于帶正電的核及核外電子，當α粒子接近核時，是核的排斥力使α粒子發生明顯的偏轉，當α粒子接近電子時，是電子的吸引力使之發生明顯的偏轉。

C、實驗表明原子的中心有一個極小的核，它占有原子體積的極小部分

D、實驗表明原子中心的核帶有原子的全部正電荷及全部質量。

2、在α粒子散射實驗中，當α粒子最接近金核時（）

A、α粒子動能最小B、α粒子受到的庫侖力最大

C、α粒子的電勢能最大 D、α粒子與金核有核力作用

3、盧瑟福的α粒子散射實驗的結果（）

A、證明了質子的存在B、證明了原子核是由質子和中子組成的C、說明了原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在一個很小的核上

D、說明原子中的電子只能在某些不連續的軌道上運動

4、在α粒子散射實驗中，如果一個α粒子跟金箔中的電子相撞，則（）

A、α粒子的動能和動量幾乎沒有損失 B、α粒子損失了部分的動能和動量

C、α粒子不會發生明顯的偏轉 D、α粒子將發生較大角度的偏轉

5、原子的核式結構的實驗基礎（）

A、湯姆孫對電子荷質比的測定B、盧瑟福的α粒子散射實驗

C、居里夫婦發現放射性元素D、查德威克發現中子

6、盧瑟福的原子核式結構理論的主要內容（）

A、原子的中心有個核，叫原子核B、原子的正電荷均勻分布在整個原子中

C、原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里

D、帶負電的電子在核外繞核旋轉

7、盧瑟福的α粒子散射實驗第一次顯示了（）

A、質子比電子重B、質子的全部正電荷都集中在原子核里/

3C、α粒子是帶正電的D、可以用人的方法產生放射性現象

8、盧瑟福對α粒子散射實驗的解說是（）

A、使α粒子產生偏轉的力主要是原子中的電子對α粒子的作用力

B、使α粒子產生偏轉的力主要是庫侖力

C、原子核很小，α粒子接近它的機會很小，所以絕大多數的α粒子仍眼原來的方向前進

D、能產生大角度偏轉的α粒子是穿過原子時離原子核近的α粒子

二、填空題

9、湯姆孫的原子結構模型的特點是正電荷在球體內，盧瑟福的原子結構模型的特點是原子為

10、若氫原子的核外電子繞核做半徑為r的勻速圓周運動，則核外電子的角速度ω=

電子繞核的運動可等效為環形電流，則電子運動的等效電流I=（已知電子的質量為m,靜電力常量用k表示）

三、計算題

11、氫原子的核外電子可以在半徑為2.12ⅹ10-10m的軌道上運動，試求電子在這個軌道上運動時，電子的速度是多少？（me=9.1ⅹ10-30kg）

12.實驗測得α粒子與金核179

79Au對心碰撞時所能達到的離金核的最小距離為

2ⅹ10-10m.由此數據估算金核的密度（取一位有效數字）

參考答案

1.AC2.ABC3.C4AC5.B6.ACD7.B8.BCD9.均勻分布核式 e2kek?10?11、3.46ⅹ105m/s12.1ⅹ1016kg/m3

rmr2?rmr