第十一章探索原子的奧秘

1、一、教學(xué)目的：一、教學(xué)目的：1掌握掌握X射線、放射性、電子的發(fā)現(xiàn)過程；射線、放射性、電子的發(fā)現(xiàn)過程；2掌握原子結(jié)構(gòu)理論的基本模型；掌握原子結(jié)構(gòu)理論的基本模型；二、教學(xué)方法：二、教學(xué)方法：以課堂講授為主結(jié)合課堂討論以課堂講授為主結(jié)合課堂討論三、教學(xué)手段：三、教學(xué)手段：采用多媒體授課采用多媒體授課四、學(xué)時分配：四、學(xué)時分配：1學(xué)時學(xué)時五、重點、難點：五、重點、難點：重點：原子結(jié)構(gòu)理論的基本模型重點：原子結(jié)構(gòu)理論的基本模型六、思考（作業(yè)）：六

2、、思考（作業(yè)）：1在探索原子的奧秘的道路上有哪些科學(xué)家為此做出了貢獻在探索原子的奧秘的道路上有哪些科學(xué)家為此做出了貢獻2.你是如何看待你是如何看待“科學(xué)有險阻科學(xué)有險阻苦戰(zhàn)能過關(guān)苦戰(zhàn)能過關(guān)”的七、輔導(dǎo)安排七、輔導(dǎo)安排隨堂輔導(dǎo)隨堂輔導(dǎo)八、教學(xué)內(nèi)容：八、教學(xué)內(nèi)容：把放射性現(xiàn)象叫做貝克勒爾現(xiàn)象，我們前面提到過的居里夫婦，就是通過研究貝克勒爾現(xiàn)把放射性現(xiàn)象叫做貝克勒爾現(xiàn)象，我們前面提到過的居里夫婦，就是通過研究貝克勒爾現(xiàn)象而發(fā)現(xiàn)放射性元素釙和鐳

3、的。象而發(fā)現(xiàn)放射性元素釙和鐳的。后來，人們在貝克勒爾發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上進一步研究才知道，放射性物質(zhì)可以放射出后來，人們在貝克勒爾發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上進一步研究才知道，放射性物質(zhì)可以放射出α、β、γ三種射線，三種射線，α射線是帶兩個正電荷的氦核的粒子流；射線是帶兩個正電荷的氦核的粒子流；β射線是高速電子流；射線是高速電子流；γ射線是波長比射線是波長比X射線更短的電磁輻射。射線更短的電磁輻射。貝克勒爾因發(fā)現(xiàn)了放射性現(xiàn)象而獲得了貝克勒爾因發(fā)現(xiàn)了放射性現(xiàn)象而

4、獲得了1903年諾貝爾物理學(xué)獎，并獲得了許多其他年諾貝爾物理學(xué)獎，并獲得了許多其他榮譽。榮譽。貝克勒爾貝克勒爾1852年12月15日出生在法國巴黎，他早年學(xué)習(xí)橋梁建筑學(xué)，并得到了工日出生在法國巴黎，他早年學(xué)習(xí)橋梁建筑學(xué)，并得到了工程師的資格。后來改行研究物理，程師的資格。后來改行研究物理，1888年獲得了博士學(xué)位。第二年就進入了法國科學(xué)院。年獲得了博士學(xué)位。第二年就進入了法國科學(xué)院。1895年擔(dān)任了法國工業(yè)大學(xué)物理教授。年擔(dān)任了法國工業(yè)

5、大學(xué)物理教授。1908年任法國科學(xué)院院長，年任法國科學(xué)院院長，1908年8月25日逝于日逝于不列塔尼施皇家的行宮里，不列塔尼施皇家的行宮里，終年終年56歲。他的逝世歲。他的逝世，不僅是由于疾病的不幸，而且也受到，不僅是由于疾病的不幸，而且也受到一定程度放射性的傷害。一定程度放射性的傷害。放射性發(fā)現(xiàn)的第二年，即放射性發(fā)現(xiàn)的第二年，即1897年，湯姆生經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)了電子年，湯姆生經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)了電子.三.電子的發(fā)現(xiàn)電子的發(fā)現(xiàn)英國物理學(xué)家湯姆生

6、對陰極射線進行了大量的實驗研究，他證明，陰極射線不僅能英國物理學(xué)家湯姆生對陰極射線進行了大量的實驗研究，他證明，陰極射線不僅能被磁鐵吸引而偏向正極，同時它還能被電荷所偏轉(zhuǎn)。最后他確定：陰極射線是一種帶負電被磁鐵吸引而偏向正極，同時它還能被電荷所偏轉(zhuǎn)。最后他確定：陰極射線是一種帶負電的粒子流。他巧妙地測定出陰極射線在磁場和電場中的偏離度，求出了這種粒子的電荷數(shù)的粒子流。他巧妙地測定出陰極射線在磁場和電場中的偏離度，求出了這種粒子的電荷數(shù)和

7、質(zhì)量數(shù)的比值，這個比值在科學(xué)上叫做荷質(zhì)比，即電荷和質(zhì)量數(shù)的比值，這個比值在科學(xué)上叫做荷質(zhì)比，即電荷e／質(zhì)量／質(zhì)量m，當(dāng)時湯姆生求得的，當(dāng)時湯姆生求得的荷質(zhì)比約為氫離子荷質(zhì)比的兩千倍，因而他推知，這種粒子的質(zhì)量約為氫原子質(zhì)量的二千荷質(zhì)比約為氫離子荷質(zhì)比的兩千倍，因而他推知，這種粒子的質(zhì)量約為氫原子質(zhì)量的二千分之一分之一.后來，湯姆生又用各種金屬作陰極的材料，他發(fā)現(xiàn)粒子的荷質(zhì)比是個常數(shù)，因而他后來，湯姆生又用各種金屬作陰極的材料，他發(fā)現(xiàn)粒子

8、的荷質(zhì)比是個常數(shù)，因而他斷定，這種粒子是各種金屬材料的基本組成部分，并進一步證明了它是一切化學(xué)元素原子斷定，這種粒子是各種金屬材料的基本組成部分，并進一步證明了它是一切化學(xué)元素原子的組成部分，湯姆生給這種粒子起了個名字，叫做的組成部分，湯姆生給這種粒子起了個名字，叫做“電子電子”這樣，電子就被發(fā)現(xiàn)了。這樣，電子就被發(fā)現(xiàn)了。X射線、放射性和電子的發(fā)現(xiàn)，否定了原子不可分射線、放射性和電子的發(fā)現(xiàn)，否定了原子不可分元素永不變的傳統(tǒng)思想，從而使元

9、素永不變的傳統(tǒng)思想，從而使人類的認識大踏步地向微觀領(lǐng)域進軍，推動了人們對原子結(jié)構(gòu)的研究。人類的認識大踏步地向微觀領(lǐng)域進軍，推動了人們對原子結(jié)構(gòu)的研究。原子既然是可分的那它的結(jié)構(gòu)又是什么樣的呢原子既然是可分的那它的結(jié)構(gòu)又是什么樣的呢四.原子結(jié)構(gòu)理論模型：原子結(jié)構(gòu)理論模型：1904年湯姆生年湯姆生“葡萄干蛋糕（西瓜）葡萄干蛋糕（西瓜）”模型模型——1911年盧瑟福年盧瑟福“行星行星”模型模型——1913年玻爾量子化軌道模型玻爾量子化軌道模型

10、——師生三代師生三代1.湯姆生湯姆生“葡萄干蛋糕（西瓜）葡萄干蛋糕（西瓜）”模型模型整個原子象一塊蛋糕整個原子象一塊蛋糕糕體是帶正電的糕體是帶正電的“原子球原子球”電子好象嵌在這塊蛋糕中的葡萄干電子好象嵌在這塊蛋糕中的葡萄干.2.盧瑟福原子結(jié)構(gòu)模型盧瑟福原子結(jié)構(gòu)模型盧瑟福生平：盧瑟福生平：1871年生于新西蘭一農(nóng)家年生于新西蘭一農(nóng)家——1894年在新西蘭坎特伯雷學(xué)院讀大學(xué)時年在新西蘭坎特伯雷學(xué)院讀大學(xué)時研究電磁學(xué)而獲得進入卡文迪許實驗室

11、的獎學(xué)金研究電磁學(xué)而獲得進入卡文迪許實驗室的獎學(xué)金——“這是我挖的最后一個馬鈴薯！這是我挖的最后一個馬鈴薯！”——1895年10月到劍橋大學(xué)三一學(xué)院跟湯姆生讀研究生月到劍橋大學(xué)三一學(xué)院跟湯姆生讀研究生——1907年指導(dǎo)研究生蓋革、馬斯登年指導(dǎo)研究生蓋革、馬斯登進行了著名的進行了著名的α粒子散射實驗粒子散射實驗——大教育家大教育家——1937年去世年去世.盧瑟福盧瑟福(ERutherfd，1871—1937)經(jīng)過大量的研究工作經(jīng)過大量的研

12、究工作在1911年提出了原子結(jié)年提出了原子結(jié)構(gòu)的構(gòu)的“行星模型行星模型”。行星模型：原子有一個很硬很小帶正電的核，這個核在原子的中心，電子帶的負電行星模型：原子有一個很硬很小帶正電的核，這個核在原子的中心，電子帶的負電和核帶的正電相等，電子繞核運轉(zhuǎn)和核帶的正電相等，電子繞核運轉(zhuǎn)這就好象行星繞著太陽運轉(zhuǎn)一樣。這就好象行星繞著太陽運轉(zhuǎn)一樣。隨著科學(xué)的發(fā)展，盧瑟福的原子模型暴露了缺點隨著科學(xué)的發(fā)展，盧瑟福的原子模型暴露了缺點例如，它不能解釋光