原子的核式结构模型

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电子的发现

汤姆孙研究阴极射线发现了电子,从而敲开了人类认识原子的大门.

1. 阴极射线:在研究气体导电的玻璃管内有阴、阳两极,若在两极间加一定电压,阴极便发出一种射线,这种射线称为阴极射线。

特点:阴极射线碰到荧光物质后能使其发光。

2. 关于阴极射线的两种假设

(1)电磁波说:赫兹认为这种射线本质是一种电磁波的传播过程。

(2)粒子说:汤姆孙认为这种射线本质是一种高速粒子流。

3. 汤姆孙对阴极射线的研究

实验探究:阴极 K 发出的带电粒子 → 小孔 A、B → 金属 板 P、P′ → 管壁 P1 处产生荧光斑点 → 当施加电场后,带电粒子发生偏转,P2 处产生荧光斑点。

结论:阴极射线中粒子所带电荷为负电荷。

4.带电粒子比荷 e/m 的推导过程

偏转角 θ 与电场强度 E、极板长度 L 以及带电粒子的速度 v 的关系为

在两块金属板之间施加一个大小合适、方向垂直于纸面的磁场,使荧光斑点从 P2 处返回 P1 处,有

V=E/B

结论:带电粒子比荷 e/m = 1011 C/kg。

5. 汤姆孙的结论

(1)带负电的粒子是构成各种物质的共有成分。

(2)该粒子所带电荷的大小与氢离子大致相同。这种带负电的粒子即为电子。

6. 密立根的结论(油滴实验)

用喷雾的方法获得了带电油滴,然后把这些带不同质量和电荷量的油滴置入电场中,通过电场力和重力平衡的方法最终测得带电油滴的电荷量。

(1)电子的电荷量为 e = 1.602176634×10-19 C。电子电荷量e 为最小的电荷量,称为元电荷。电子质量 m= 9.10938356×10-31 kg,质子质量是电子质量的 1836 倍。

(2)任何带电体的电荷只能是元电荷 e 的整数倍。

7. 发现电子的意义

(1)电子是原子的基本组成部分。

(2)原子还可以再分,除了电子,还包括质量较大且带正电的粒子。

原子的核式结构模型

1. 汤姆孙的“枣糕”模型

“枣糕”模型:原子是个球体,正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内,电子镶嵌其中。 缺陷:不能解释高速电子穿透原子及电子发生大角度偏转的现象。

2. α 粒子散射实验

汤姆孙枣糕模型的理论预测:由于正电荷的均匀分布,那么α粒子通过原子时,粒子两侧的正电荷对它的库仑斥力大部分相互抵消,α粒子运动的影响不会很大。

实验探究:在真空中,一束 α 粒子打在金箔上,通过探测屏或者放大镜观察某一时间内向某一方向散射的 α 粒子数。

现象:绝大多数 α 粒子穿越金箔后仍沿原方向前进,少数发生较大偏转,极少数偏转角超过 90 ° 。

α粒子散射实验现象及解释

①绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进——离金原子核较远,库仑斥力较小

②少数α粒子发生较大的偏转——离金原子核较近,库仑斥力较大

③极少数α粒子偏转角度超过90°,有的甚至达到180°——正对或基本正对金原子核入射α粒子在库仑斥力作用下先减速至较小速度然后加速远离金原子核。

3. 原子的核式结构模型

①在原子的中心有一个很小的核,叫做原子核。

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。

原子核的电荷与尺度

1. 原子核的电荷: 原子核的电荷数等于核外电子数,等于原子序数。

2. 原子核的尺度: 原子核大小的数量级为10-15 m,原子大小数量级为10-10 m,两者相差十万倍之多,可见原子内部十分“空旷”。若原子相当于一个立体的足球场的话,则原子核就象足球场中的一粒米。

电子的发现

原子的核式结构模型

高中物理知识点总结

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