汤姆孙原子模型
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教学目的：
1
．知道电子的发现和汤姆孙原子模型。
2
．知道α粒子散射实验和原子的核式结构模型。
3
．培养学生的观察能力、推理分析能力和辨证唯物主义的观点。
教学过程：
（认识发
现
X
射线，天然放射性，电子的三位科学家——伦琴，贝克勒耳
，
汤姆孙，引入课题。
）
人们对物质结构的认识是逐步深化的。
长期以来，
人们一直认为原子是组成
物质的最小微粒，是不可分割的（原子
atom
这个字本意是“不可分割的）
。直到
< br>十九世纪末、二十世纪初，
1895
年发现
X
射线，
1896
年发现天
然放射性，
1897
年发现电子，连续出现的这三大发现在科学
界和哲学界产生的影响是十分巨大，
给整个物理学界带来了困惑和争论，有人称作“原理
的普遍毁灭”
。
人们认识到原子也是可分的，
且具有复杂的内在结构。研究原子的结构，是
本世纪初物理学发展的重要方面，
它推进了量子论的发展，
导致量子力学的创立，
使人们对物质结构的认识进入到一个更深的层次。
引入新课
师：这一章我们将学习原子
和原子核物理中的一些基本原理，了解原子和原
子和的性质、结构、运动规律及其应用。
研究对象是微观粒子。你们知道原子的
结构是怎样的吗
生：原子是由电子和原子核组成的
师：这种结构是这种结构是通过什么实验，如何分析推理得到的
生：不知道。
师：我们对原子结构已有所认识，但还不够全面、系统，特别是还不知道怎
样
在实验和理论的相互推动下，使认识得到发展的。现在，
就让我们沿着历史发
展的线索来学习。
§
原子核式结构的发现
一．电子的发现
1895
年，德国物理学家伦琴发现
X
射线之后，英国物理
学家汤姆孙对阴极
射线进行了更深入的实验研究，确认阴极射线是带负电的粒子流。
1897
年，他
测定了组成阴极射线粒子的
比荷
，
并发现用不同物质做成的阴极发
出的阴极射线
粒子都有相同的
e
／
m
值，这表明不同物质都能发射这种带负电的粒子，它是构
成各种物质的共有成分。
那么汤姆孙是通过怎样的实验和分析发现电子的呢
（指导学生带着以下问题看书回答：
）
为什么说电子是原子的组成部分
<
/p>
汤姆孙测得的阴极射线粒子的比荷，大约是当时已知的氢离子比荷的
1840
倍。汤姆孙认为这不外乎两种可能，
不是阴极射线粒
子的电荷很大，
就是它的质
量很小，后来汤姆孙测量了氢离子和
阴极射线粒子的电荷，虽然测量不很准确，
但可以肯定组成阴极射线粒子的电荷与氢离子
的电荷大小是基本相等的，
由此得
出阴极射线粒子的质量比氢离
子的质量小得多的结论，人们把这种粒子叫做电
子。以后，美国物理学家密立根于
1917
年测定的基元电荷，这样，由电子的比
荷和电量就可以算出电子的质量。
e
／
m
＝×
10
11
库／千克
电子电量
e
＝×
10
－
19
库
从而计算出电子质量是×
10<
/p>
－
31
千克，约为氢原子质量的
1/1837
。
氢原子是当时已知的质量最小的原
子，由电子质量比氢离子的质量小得多，
汤姆孙认为，电子可能是组成原子的基本部分。
说明：
使
学生知道电子的发现对人类认识原子结构有重大意义，
改变了人们
认为原子是组成物质的最小微粒的看法。知道电子的比荷和电量的测定。
二．
汤姆孙的原子模型
既然原子中存在带负电的电子，而原子通常是电中性的，那么原子中一定含
有带正电的部分。
电子的质量很小，
因此，
< br>原子的质量主要集中在带正电的部分，
原子中带正电的部分和带负电的电子是怎样
分布的呢很自然的便提出了原子的
结构问题。
最有影响的是
1903
年汤姆孙提出的原子模型。
他认为原
子是一个直径约为
10
－
10
米的球体，正电荷均匀分布在整个球
体中，带负电的电子就嵌在其中，好像蛋糕中嵌着一粒粒葡
萄干一样，
利用这一模型，能够解释一些实验事实，但是几
年后就被英国物理学卢瑟福发现新的实验
事实否定了。
说明：
应指出人类对原
子结构的认识有一个发展过程，
不是一开始就能得出
正确的结论
。
三．α粒子散射实验
卢瑟福从
1909
年起做了著名的α粒子散射实验
，实验的目的是想证实汤姆
孙原子模型的正确性，
实验结果却成
了否定汤姆孙原子模型的有力证据。
在此基
础上卢瑟福提出了原
子核式结构模型。
α粒子散射实验
。
（请学生带着以下两个问题阅读课
本上α粒子散射实验）