電子的發(fā)現(xiàn)原子的核式結(jié)構(gòu)導(dǎo)學(xué)案

1、 18.1-2 電子的發(fā)現(xiàn) 原子的核式結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)學(xué)案 2012年4月30日 編寫(xiě)：楊洪濤 審閱：王生云【學(xué)習(xí)目標(biāo)】知識(shí)與技能1知道陰極射線是由電子組成，電子是原子的組成部分，是比原子更基本的物質(zhì)單元。2知道電荷是量子化的，即任何電荷只能是e的整數(shù)倍。3領(lǐng)會(huì)電子的發(fā)現(xiàn)對(duì)揭示原子結(jié)構(gòu)的重大意義。4. 知道粒子散射實(shí)驗(yàn)5.知道原子核式結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容和提出的主要思想過(guò)程與方法通過(guò)電子發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，體會(huì)電子發(fā)現(xiàn)過(guò)程中蘊(yùn)含的科學(xué)方法。知道粒子散射實(shí)驗(yàn)；原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要內(nèi)容和提出的主要思想情感、態(tài)度與價(jià)值觀理解人類對(duì)原子的認(rèn)識(shí)和研究經(jīng)歷了一個(gè)十分漫長(zhǎng)的過(guò)程，這一過(guò)程也是辯證發(fā)展的過(guò)程根據(jù)事實(shí)建立學(xué)說(shuō)，發(fā)

2、展學(xué)說(shuō)，或是決定學(xué)說(shuō)的取舍，發(fā)現(xiàn)新的事實(shí)，再建立新的學(xué)說(shuō)人類就是這樣通過(guò)光的行為，經(jīng)過(guò)分析和研究，逐漸認(rèn)識(shí)原子的?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】認(rèn)識(shí)電子發(fā)現(xiàn)的重大意義，體會(huì)電子的發(fā)現(xiàn)過(guò)程中蘊(yùn)含的科學(xué)方法。知道粒子散射實(shí)驗(yàn)；理解原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要內(nèi)容和提出的主要思想【學(xué)習(xí)過(guò)程】 一、陰極射線自學(xué)【看課本P47】如圖，真空玻璃管中K、A分別是金屬制成的陰極和陽(yáng)極，將它們分別接在高壓電源的負(fù)極和正極上，可在玻璃管壁上看到什么現(xiàn)象？這種現(xiàn)象是怎么產(chǎn)生的？什么是陰極射線?歷史上對(duì)陰極射線本質(zhì)的認(rèn)識(shí)存在哪兩種觀點(diǎn)？二、電子的發(fā)現(xiàn)1.自學(xué)英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫認(rèn)為陰極射線是一種帶電粒子流，判斷陰極射線是否是帶電粒子流的基本方

3、法是什么？湯姆孫設(shè)計(jì)了如右圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行驗(yàn)證，通過(guò)射線產(chǎn)生的熒光的位置，可以研究射線的徑跡。用圖示裝置測(cè)量陰極射線比荷的基本思路是怎樣的？【參看P48思考與討論】1897年，湯姆孫根據(jù)陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況斷定，它的本質(zhì)是什么？湯姆孫發(fā)現(xiàn)，用不同的材料的陰極做實(shí)驗(yàn)，所有比荷數(shù)值相同，說(shuō)明什么？湯姆孫還發(fā)現(xiàn)這種粒子的電荷量與質(zhì)子大致相同，而比荷是質(zhì)子的近兩千倍，說(shuō)明什么？還有哪些現(xiàn)象可以產(chǎn)生電子？電子的電荷量是誰(shuí)通過(guò)什么實(shí)驗(yàn)精確測(cè)量出來(lái)的？他還發(fā)現(xiàn)電荷一個(gè)什么重要特點(diǎn)？【例題精講】例1加在陰極射線管內(nèi)和陽(yáng)極之間的電壓為4×103V，如果電子離開(kāi)陰極表面時(shí)的速度為0，求電

4、子到達(dá)陽(yáng)極的速度。例2.一個(gè)半徑為1.64×10-4cm的帶負(fù)電油滴，處在電場(chǎng)強(qiáng)度為1.92×105V/m的豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。如果油滴受到的庫(kù)侖力與重力平衡，問(wèn)：這個(gè)油滴帶有幾個(gè)電子的電荷？已知油的密度為0.851×103kg/m3例3.一種測(cè)定電子比荷的實(shí)驗(yàn)裝置如圖。真空玻璃管內(nèi)，陰極K發(fā)出的電子經(jīng)陽(yáng)極A與陰極K之間的高電壓加速后，形成細(xì)細(xì)的一束電子流，沿圖示方向進(jìn)入兩極板C、D之間的區(qū)域。若C、D間無(wú)電壓，電子打在熒光屏的O點(diǎn)；若加電壓U，打在P點(diǎn)；若再在極板間加一個(gè)方向垂直于紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，又打在了O。已知極板長(zhǎng)度為l=5.00cm，

5、C、D間距為d=1.50cm，極板區(qū)的中點(diǎn)M到熒光屏的距離為L(zhǎng)=12.50cm，U=200V，B=6.3×10-4T，P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為y=3.0cm，試求電子的比荷。 三、湯姆孫的“棗糕”模型：觀點(diǎn)：正、負(fù)物質(zhì)相互鑲嵌。認(rèn)為原子_均勻分布在其中，_只是在振動(dòng)，原子里是“_”的四、粒子散射實(shí)驗(yàn)：（1）1909-1911年英國(guó)物理學(xué)家_等做了用粒子轟擊_的實(shí)驗(yàn)。（2）粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置各部分的名稱和作用。粒子：帶 電，電量是電子電量的 倍，質(zhì)量約是氫原子的 倍，約是電子質(zhì)量的7000倍。從放射性元素中放射出來(lái)的粒子動(dòng)能很大，射出速度達(dá)107米/秒，粒子打到熒光屏上能產(chǎn)生一個(gè)閃爍的亮點(diǎn)，可

6、用顯微鏡觀察。 （3）介紹實(shí)驗(yàn)結(jié)果絕大多數(shù)粒子穿過(guò)金箔后仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，但有少數(shù)粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)。散射的粒子的數(shù)目隨著角的增大而很快地減少。有極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)角超過(guò)了900，有的甚至幾乎達(dá)到1800，象是被金箔彈回來(lái)。（4）湯姆孫原子模型不能解釋粒子的散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果中的_散射現(xiàn)象，因而被_。（5）為了解釋粒子的散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，盧瑟福在1911年提出了原子的_學(xué)說(shuō)：在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫做_，原子的全部_和幾乎全部_都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在_空間里繞著核_.思考：用原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)解釋：粒子的散射實(shí)驗(yàn)中為什么絕大多數(shù)粒子仍沿原方向前進(jìn)，只有極少數(shù)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)？為什么盧瑟福

7、認(rèn)為電子一定要繞核旋轉(zhuǎn)？現(xiàn)象說(shuō)明粒子絕大多數(shù)不偏轉(zhuǎn)；原因是它們運(yùn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有受到阻礙，說(shuō)明原子內(nèi)幾乎是“空”的粒子少數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)；說(shuō)明有帶正電的物質(zhì)對(duì)粒子產(chǎn)生庫(kù)侖斥力的作用粒子極小數(shù)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)。它們和某種物質(zhì)發(fā)生了撞擊，而且這種物質(zhì)占據(jù)了很小的空間四、原子核的電荷與尺度：原子核的電荷數(shù)等于_電子數(shù)，接近于原子序數(shù)，原子核的半徑的數(shù)量級(jí)為_(kāi)m，原子半徑的數(shù)量級(jí)為_(kāi) m，兩者差距十萬(wàn)倍之差，而體積的差別就更大了，若原子相當(dāng)于一個(gè)立體的足球場(chǎng)的話，則原子核就像足球場(chǎng)中的一粒米?？梢?jiàn)原子內(nèi)部十分“_”.學(xué)習(xí)小結(jié)當(dāng)堂檢測(cè)AB1（A級(jí)）.一只陰極射線管，左側(cè)不斷有電子射出，若在管的正下方，放一通電直

8、導(dǎo)線AB時(shí)，發(fā)現(xiàn)射線徑跡向下偏，則：（ ）A導(dǎo)線中的電流由A流向B B導(dǎo)線中的電流由B流向AC若要使電子束的徑跡往上偏，可以通過(guò)改變AB中的電流方向來(lái)實(shí)現(xiàn)D電子束的徑跡與AB中的電流方向無(wú)關(guān)2（A級(jí)）.下列現(xiàn)象中，支持陰極射線是帶電粒子觀點(diǎn)的是（ ）A 陰極射線可以透過(guò)薄鋁片 B.陰極射線通過(guò)電場(chǎng)或磁場(chǎng)時(shí)，要產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)C. 陰極射線透過(guò)鎳單晶時(shí)，產(chǎn)生衍射現(xiàn)象 D.陰極射線轟擊熒光物質(zhì)，發(fā)出熒光3(B級(jí)).若在如圖所示的陰極射線管中部加豎直向上的電場(chǎng)，則應(yīng)加什么方向的大小合適的磁場(chǎng)才能讓陰極射線不偏轉(zhuǎn)（ ）A豎直向上 B.豎直向下 C.垂直紙面向里 D.垂直紙面向外4（B級(jí)）.湯姆孫對(duì)陰極射線的研究，采用的主要方法有（ ）A用陰極射線轟擊金箔，觀察其散射B用“油滴實(shí)驗(yàn)”精確測(cè)定電子電荷量C讓陰極射線通過(guò)電場(chǎng)和磁場(chǎng)，通過(guò)陰極射線的偏轉(zhuǎn)判斷其電性和計(jì)算其比荷D用陰極射線轟擊熒光物質(zhì)，對(duì)熒光物質(zhì)發(fā)出的光進(jìn)行光譜分析5（A級(jí)）提出原子核式結(jié)構(gòu)模型的科學(xué)家是 （ ）A湯姆生 B玻爾 C盧瑟福 D查德威克6（A級(jí)）在用粒子轟擊金箔的粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中，以下說(shuō)法正確的是（ ）A粒子全部穿過(guò)或發(fā)生很小的偏轉(zhuǎn)B粒子絕大多數(shù)穿過(guò)，只有少數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，甚至極少數(shù)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)甚至被彈回C絕大多數(shù)發(fā)生很大的偏轉(zhuǎn)，甚至被彈回，只有少數(shù)穿過(guò)D全部發(fā)生很大的偏轉(zhuǎn)7（A級(jí)）粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果