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2017-2018学年高中物理 第三章 原子核 第5节 核裂变教学案 教科版选修3-5

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第5节 核_裂_变(对应学生用书页码P44)一、核裂变 1．定义重核分裂为几个中等质量原子核的过程。

2．裂变常见的方程235 92U ＋10n ―→144 56Ba ＋8936Kr ＋310n[特别提醒] 同一重核发生裂变时，产生的中等核可能不同。

二、链式反应 1．链式反应一个反应过程的产物能够再次引起这种反应，从而使反应一旦开始就能自动延续下去，这种反应过程就称为链式反应。

2．临界体积能够发生链式反应的裂变物质的最小体积。

三、核电站 1．核电站利用核能发电，它的核心设施是核反应堆，它主要由以下几部分组成：燃料、慢化剂、控制棒。

2．工作原理核燃料裂变释放能量，使反应区温度升高。

3．能量输出利用水或液态的金属钠等流体在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出去，用于发电。

4．注重核污染的防护1．判断：(1)铀核的裂变是一种天然放射现象。

( )(2)铀块的质量大于临界质量时链式反应才能不停地进行下去。

( ) (3)铀核裂变时会吸收大量的能量。

( ) (4)中子的速度越快，越容易发生铀核裂变。

( ) (5)核能发电对环境的污染比火力发电要小。

( ) 答案：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√2．思考：核反应堆中的控制棒是由什么制成的？控制棒起什么作用？提示：控制棒由镉棒制成，镉吸收中子的能力很强，在铀棒之间插进一些镉棒，可以控制链式反应的速度。

(对应学生用书页码P45)1.(1)核子受激发：当中子进入铀235后，便形成了处于激发状态的复核，复核中由于核子的激烈运动，使核变成不规则的形状。

(2)核子分裂：核子间的距离增大，因而核力迅速减弱，使得原子核由于质子间的斥力作用而分裂成几块，同时放出2或3个中子，这些中子又引起其他铀核裂变，这样，裂变就会不断地进行下去，释放出越来越多的核能。

(3)常见的裂变方程：①235 92U＋10n―→139 54Xe＋9538Sr＋210n②235 92U＋10n―→141 56Ba＋9236Kr＋310n2．链式反应的条件(1)铀块的体积大于临界体积。

(2)铀块的质量大于临界质量。

以上两个条件满足一个即可。

3．裂变反应的能量铀核裂变为中等质量的原子核，发生质量亏损，所以放出能量。

一个铀235核裂变时释放的能量如果按200 MeV估算，1 kg铀235全部裂变放出的能量相当于2 800 t标准煤完全燃烧时释放的能量，裂变时能产生几百万度的高温。

4．铀的同位素中铀235最易发生链式反应在天然铀中，主要有两种同位素，99.3%的是铀238，0.7%的是铀235，中子能引起这两种铀核发生裂变，但它们和中子发生作用的情况不同。

(1)铀235：俘获各种能量的中子都会发生裂变，且俘获低能量的中子发生裂变的概率大。

(2)铀238：只有俘获能量大于1 MeV的中子才能发生裂变，且裂变的几率小。

能量低于1 MeV的中子只与铀核发生弹性碰撞，不引起裂变。

因此，为了使链式反应容易发生，最好利用纯铀235。

1．关于重核的裂变，以下说法正确的是( )A．核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量B．中子从铀块中通过时，一定发生链式反应C．重核裂变释放出大量能量，产生明显的质量亏损，但核子数不会减少D．所有重核元素用中子轰击均能发生裂变反应解析：选C 根据重核发生裂变的条件和裂变释放能量的原理分析可知，裂变时因铀核俘获中子即发生核反应，是核能转化为其他形式能的过程，因此其释放的能量是远大于其俘获中子时吸收的能量的。

发生链式反应是有条件的，即铀块的体积必须大于临界体积。

如果体积过小，中子从铀块中穿过时，碰不到原子核，则链式反应就不会发生。

在裂变反应中核子数是不会减少的，因此选项A、B错误，C正确。

用中子轰击235 92U和239 94Pu(钚)等少数几种重元素才能发生裂变反应，D错误。

这样释放的核能就可以为人类的和平建设服务。

裂变反应堆的结构和工作原理如下表所示：2．铀核裂变时，对于产生链式反应的重要因素，下列说法中正确的是( )A．铀块的质量是重要因素，与体积无关B．为了使铀235裂变的链式反应容易发生，最好直接利用裂变时产生的快中子C．若铀235的体积超过它的临界体积，裂变的链式反应就能够发生D．裂变能否发生链式反应与铀块的质量无关解析：选C 要发生链式反应必须使铀块体积(或质量)大于临界体积(或临界质量)，故A、D错，C对，铀235俘获慢中子发生裂变的概率大，快中子使铀235发生裂变的几率小，故B错。

(对应学生用书页码P45)[例1] 源于23592U 的裂变，现有4种说法：①235 92U 原子核中有92个质子，有143个中子②23592U 的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程式为：23592U ＋10n→13954Xe ＋9538Sr ＋210n③235 92U 是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度，半衰期缩短 ④一个23592U 裂变能放出200 MeV 的能量，合3.2×10－11J以上说法中正确的是( ) A ．①②③ B ．②③④ C ．①③④D ．①②④[解析] 由23592U 的质量数和电荷数关系易知①正确；由核反应方程中电荷数守恒和质量数守恒知②正确；半衰期不受外界因素干扰，故③错误；通过计算知④正确，故正确选项为D 。

[答案] D[例2] 铀核(23592Ba)和氪(92Kr)Kr 以及中子的质量分别是235.043 9 u 、140.913 9 u 、91.897 3 u (1)试写出铀核裂变反应方程，并计算1个235U 核裂变时放出的核能；(2)我国秦山核电站的装机容量为3.0×105 kW ，假如全部235U 都能够发生这样的裂变，释放核能的1.2%可转化为电能，试由此估算电站1年要消耗多少23592U?[解析] (1)根据裂变的生成物及核反应前后质量数守恒，由核电荷数守恒可确定产生中子的数目。

235 92U ＋10n ―→141 56Ba ＋9236Kr ＋310n ，核反应中的质量亏损为Δm ＝235.043 9 u －140.913 9 u －91.897 3 u －2×1.008 7 u＝0.2153 u 根据质能方程可知每一个235U 核裂变所释放的能量为ΔE ＝Δmc 2＝0.215 3×1.66×10－27×(3×108)2J＝3.22×10－11J 。

(2)电站1年所产生的电能为E ＝Pt ，t ＝365×24×360 0 s。

每摩尔235U 全部裂变所释放的能量为N A ·ΔE ，N A 为阿伏加德罗常数，而235U 的摩尔质量为M U ＝0.235 kg/mol ，所以m＝PtηN AΔEM U＝3×108×365×24×360 0×0.2351.2%×3.22×10－11×6×1023kg＝9.6×103 kg。

[答案] 见解析(对应学生用书页码P46) 1．下列说法正确的是( )A．α粒子大角度散射表明α粒子很难进入原子内部B．氢原子跃迁发出的光从空气射入水时可能发生全反射C．裂变反应有质量亏损，质量数不守恒D．γ射线是一种波长很短的电磁波解析：选D α粒子大角度散射现象说明原子中原子核很小，原子内部十分“空旷”，A错误；发生全反射的条件之一是光由光密介质向光疏介质中传播，故光从空气射入水中，不可能发生全反射，B错误；所有的核反应都遵循电荷数与质量数守恒，反应过程中，质量有亏损，C错误；γ射线是一种电磁波，且频率很高，波长很短，D正确。

2．关于核反应堆中用镉棒控制反应速度的原理，下列说法正确的是( )A．镉棒能释放中子，依靠释放的多少控制反应速度B．用镉棒插入的多少控制快中子变为慢中子的数量C．利用镉棒对中子吸收能力强的特点，依靠插入的多少控制中子数量D．镉棒对铀核裂变有一种阻碍作用，利用其与铀的接触面积的大小控制反应速度解析：选C 镉棒并不能释放中子，也不能使中子减速，对铀核裂变也没有阻碍作用，而是利用其对中子吸收能力强的特点，控制中子数量的多少而控制核反应速度，故C正确。

3．下列核反应中，表示核裂变的是( )A.238 92U→234 90Th＋42HeB.14 6C→14 7N＋0－1eC.235 92U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋310nD.94Be＋42He→12 6C＋10n解析：选C 核反应中有四种不同类型的核反应，它们分别是衰变、人工转变、重核裂变、轻核聚变，其中衰变有α衰变、β衰变等。

238 92U→234 90Th＋42He是α衰变，14 6C→14 7N＋0－1e 是β衰变，94Be＋42He→12 6C＋10n是人工转变，只有C选项是重核裂变。

4. 235 92U吸收一个慢中子后，分裂成139 54Xe和9438Sr，同时还放出( )A．一个α粒子B．一个氘核C．三个中子D．两个中子解析：选C 该裂变反应的方程为235 92U＋10n→139 54Xe＋9438Sr＋310n，放出的粒子只能是3个中子，故C正确。

5．现已建成的核电站发电的能量来自于( )A．天然放射性元素衰变放出的能量B．人工放射性同位素放出的能量C．重核裂变放出的能量D．化学反应放出的能量解析：选C 现在核电站所用原料主要是铀，利用铀裂变放出的核能发电，故C项正确。

6．关于铀核裂变，下述说法中正确的是( )A．铀核裂变的产物是多种多样的，但只能裂变成两种不同的核B．铀核裂变时还能同时释放2～3个中子C．为了使裂变的链式反应容易进行，最好用纯铀235D．铀块的体积对产生链式反应无影响解析：选BC 铀核受到中子的轰击，会引起裂变，裂变的产物是各种各样的，具有极大的偶然性，但裂变成两块的情况多，也有的分裂成多块，并放出几个中子，铀235受中子的轰击时，裂变的概率大，而铀238只有俘获能量在1 MeV以上的中子才能引起裂变，且裂变的几率小。

而要引起链式反应，需使铀块体积超过临界体积。

故上述选项B、C正确。

7．(广东高考)铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应式是235 92U＋10n→144 56Ba ＋8936Kr＋310n。

下列说法正确的有( )A．上述裂变反应中伴随着中子放出B．铀块体积对链式反应的发生无影响C．铀核的链式反应可人工控制D．铀核的半衰期会受到环境温度的影响解析：选AC 本题考查裂变反应的特点及条件、原子核半衰期的特点，意在考查考生对原子核不同变化形式的区别的掌握。

从铀核裂变方程可以看出，反应中伴随着中子放出，A项正确；铀块的体积必须大于临界体积才能发生链式反应，B项错误；通过控制中子数可以控制链式反应，C项正确；铀核的半衰期与物理、化学状态无关，因此不受环境影响，D 项错误。

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高三物理：裂变、聚变(教学设计)

高三物理：裂变、聚变(教学设计)

新修订高中物理教学教案物理教案( Physical Lesson Plans )学校：_______________________年级：_______________________教师：_______________________本文档文字可以自由修改高三物理：裂变、聚变(教学设计)教学目标1.知道重核的裂变和链式反应.2.知道什么是聚变.3.知道核反应堆和核电站。

4、通过介绍我国核电站的发展，对学生进行爱国主义教育。

5、通过介绍放射性污染和防护，进行环保教育。

6、了解聚变反应的特点，知道可控热核反应。

7、知道热核反应的区别及优越性。

8、通过介绍我国在可控热核反应方面成就，对学生进行爱国主义教育。

课题引入1、核反应有些释放能量，有些吸收能量，人们想利用核能，当然必须选那些释放核能的核反应。

什么样的核反应能释放核能呢？利用天然放射性放射性元素的衰变行吗？例如u 238在α衰变时放出的α粒子具有4.18mev的能量，但它的半衰期很长，达4.49亿年，衰变非常缓慢，功率太小。

利用人工转变行吗？例如①可放出能量5.6mev；②可放出能量4.8mev；但粒子击中原子核的概率太低，只有百万分之一、二。

实在得不偿失！有哪些核反应才真正具有实用价值呢？2、说明有些重核分裂成中等质量的核，有些轻核结合成中等质量的核都能发生质量亏损放出巨大能量。

物理学中，把重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应叫裂变，把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应叫聚变。

本节（包括课本第六节、第七节）介绍裂变和聚变。

重难点分析1、裂变和聚变精确的研究表明原子核中核子的平均质量跟原子序数的关系，如人教社教材中图24-11所示，这个图线是解释那些核反应释放能量的根据。

这个图线表达了原子核组成的重要规律。

按图线分析可知，怎样的反应有质量亏损是释放能量的，从而明确：裂变是重核分裂为质量较小的核，释放核能的反应；聚变是轻核结合为质量较大的核释放出核能的反应.2、铀核的裂变铀核的裂变，一般分裂为两个中等质量的核，叫二分裂，产物是多种多样的，一种典型的反应如下述核反应方程所示：（也有三分裂、四分裂现象，但出现的概率极低，约为二分裂的千分之三和万分之三。

物理：3.5《核裂变》教案(教科版选修3-5)

物理：3.5《核裂变》教案(教科版选修3-5)

第5节核裂变三维教学目标1、知识与技能（1）知道核裂变的概念，知道重核裂变中能释放出巨大的能量；（2）知道什么是链式反应；（3）会计算重核裂变过程中释放出的能量；（4）知道什么是核反应堆。

了解常用裂变反应堆的类型，了解核电站及核能发电的优缺点。

2、过程与方法（1）通过对核子平均质量与原子序数关系的理解，培养学生的逻辑推理能力及应用教学图像处理物理问题的能力；（2）通过让学生自己阅读课本，查阅资料，培养学生归纳与概括知识的能力和提出问题的能力。

3、情感、态度与价值观（1）激发学生热爱科学、探求真理的激情，树立实事求是的科学态度，培养学生基本的科学素养，通过核能的利用，思考科学与社会的关系；（2）通过教学，让学生认识到和平利用核能及开发新能源的重要性；（3）确立世界是物质的，物质是运动变化的，而变化过程必然遵循能量守恒的观点。

教学重点：链式反应及其释放核能的计算；重核裂变的核反应方程式的书写。

教学难点：通过核子平均质量与原子序数的关系，推理得出由质量数较大的原子核分裂成质量数较小的原子核释放能量这一结论。

教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。

教学用具：多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。

（一）引入新课大家都知道在第二次世界大战即将结束的时候，美国于1945年8月6日、9日先后在日本的广岛、长崎上空投下了两颗原子弹，刹那间，这两座曾经十分美丽的城市变成一片废墟。

大家还知道目前世界上有少数国家建成了许多核电站，我国也相继建成了浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站等。

我想，现在大家一定想知道原子弹爆炸及核发电的原理，那么，我们这节课就来学习裂变，通过学习，大家就会对上述问题有初步的了解。

（二）进行新课1、核裂变（fission）提问：核裂变的特点是什么？（重核分裂成质量较小的核的反应，称为裂变）总结：重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为裂变。

提问：是不是所有的核裂变都能放出核能？（只有核子平均质量减小的核反应才能放出核能）总结：不是所有的核反应都能放出核能，有的核反应，反应后生成物的质量比反应前的质量大，这样的核反应不放出能量，反而在反应过程中要吸收大量的能量。

高中核裂变常识教案

高中核裂变常识教案

高中核裂变常识教案教案标题：高中核裂变常识教案教学目标：1. 了解核裂变的概念、原理和历史背景；2. 掌握核裂变的基本过程和反应方程；3. 了解核裂变在能源领域的应用和影响；4. 培养学生对核能安全和环境保护的意识。

教学重点：1. 核裂变的基本概念和原理；2. 核裂变反应的过程和反应方程；3. 核裂变在能源领域的应用。

教学难点：1. 核裂变的原理和过程的深入理解；2. 核裂变与能源领域的应用之间的联系。

教学准备：1. PowerPoint演示文稿；2. 实验材料：模型、示波器等。

教学过程：一、导入（5分钟）1. 利用幻灯片展示一些核能发电厂的照片，引起学生的兴趣，并提问：你们知道核能是如何产生的吗？二、核裂变的概念和原理（15分钟）1. 通过幻灯片讲解核裂变的概念和原理，包括原子核的稳定性、裂变过程中的能量释放等内容；2. 引导学生思考：为什么核裂变会释放出巨大的能量？三、核裂变的基本过程和反应方程（20分钟）1. 通过幻灯片演示核裂变的基本过程和反应方程，解释裂变链式反应的原理；2. 引导学生思考：核裂变反应中有哪些重要的裂变产物？四、核裂变在能源领域的应用（15分钟）1. 通过幻灯片介绍核裂变在能源领域的应用，包括核电站的建设、核武器的制造等；2. 引导学生讨论：核能发电与传统能源发电方式的比较，以及核能发电的优缺点。

五、核能安全和环境保护（15分钟）1. 通过幻灯片讲解核能安全和环境保护的重要性，包括核电站的安全措施、核废料的处理等；2. 引导学生思考：如何保障核能的安全性和环境的可持续发展？六、小结与展望（5分钟）1. 总结核裂变的基本概念、原理和应用；2. 展望核能在未来能源领域的发展前景。

教学拓展：1. 示范核裂变实验，让学生亲自操作；2. 组织学生进行小组讨论，探讨核能在其他领域的应用。

教学评估：1. 设计核裂变相关的选择题和解答题，进行课堂测验；2. 观察学生在实验中的操作是否正确，评估实验技能。

近年学年高中物理第3章原子核原子结构学案教科版选修3-5(2021年整理)

近年学年高中物理第3章原子核原子结构学案教科版选修3-5(2021年整理)

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原子结构【学习目标】1．知道电子是怎样发现的；2．知道电子的发现对人类探索原子结构的重大意义；3．了解汤姆孙发现电子的研究方法．4．知道 粒子散射实验;5．明确原子核式结构模型的主要内容;6．理解原子核式结构提出的主要思想．【要点梳理】要点诠释：要点一、原子结构1．阴极射线（1）气体的导电特点：通常情况下,气体是不导电的,但在强电场中，气体能够被电离而导电．平时我们在空气中看到的放电火花，就是气体电离导电的结果．在研究气体放电时一般都用玻璃管中的稀薄气体，导电时可以看到辉光放电现象．（2）1858年德国物理学家普里克发现了阴极射线．①产生：在研究气体导电的玻璃管内有阴、阳两极．当两极间加一定电压时,阴极便发出一种射线，这种射线为阴极射线．②阴极射线的特点：碰到荧光物质能使其发光．2．汤姆孙发现电子（1）从1890年起英国物理学家汤姆孙开始了对阴极射线的一系列实验研究．（2）汤姆孙利用电场和磁场能使带电的运动粒子发生偏转的原理检测了阴极射线的带电性质，并定量地测定了阴极射线粒子的比荷(带电粒子的电荷量与其质量之比,即em ）．(3）1897年汤姆孙发现了电子（阴极射线是高速电子流)．电子的电量()191.602177334910C e =⨯－,电子的质量319.109389710kg m =⨯－,电子的比荷111.758810C/kg e m =⨯． 电子的质量约为氢原子质量的11836． 3．汤姆孙对阴极射线的研究（1）阴极射线电性的发现． 为了研究阴极射线的带电性质,他设计了如图所示装置．从阴极发出的阴极射线，经过与阳极相连的小孔，射到管壁上，产生荧光斑点；用磁铁使射线偏转，进入集电圆筒；用静电计检测的结果表明，收集到的是负电荷．(2）测定阴极射线粒子的比荷．4．密立根实验 美国物理学家密立根在1910年通过著名的“油滴实验”简练精确地测定了电子的电量 密立根实验更重要的发现是：电荷是量子化的,即任何电荷只能是元电荷e 的整数倍．5．电子发现的意义以前人们认为物质由分子组成,分子由原子组成，原子是不可再分的最小微粒．现在人们发现了各种物质里都有电子，而且电子的质量比最轻的氢原子质量小得多，这说明电子是原子的组成部分．电子是带负电,而原子是电中性的，可见原子内还有带正电的物质，这些带正电的物质和带负电的电子如何构成原子呢?电子的发现大大激发了人们研究原子内部结构的热情，拉开了人们研究原子结构的序幕．6．19世纪末物理学的三大发现对阴极射线的研究，引发了19世纪末物理学的三大发现：(1）1895年伦琴发现了X射线；（2）1896年贝克勒尔发现了天然放射性；（3）1897年汤姆孙发现了电子．要点二、原子的核式结构模型1．汤姆孙的原子模型“枣糕模型”．“葡萄干布丁模型”（如图所示）．“葡萄干面包模型”．汤姆孙的原子模型是在发现电子的基础上建立起来的,汤姆孙认为，原子是一个球体，正电荷均匀分布在球内，电子像枣糕里的枣子一样，镶嵌在原子里面,所以汤姆孙的原子模型也叫枣糕式原子结构模型．【注意】汤姆孙的原子结构模型虽然能解释一些实验事实，但这一模型很快就被新的实验事实——仅粒子散射实验所否定．2． 粒子散射实验1909~1911年卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔的实验，获得了重要的发现．(1）实验装置（如图所示)由放射源、金箔、荧光屏等组成．特别提示:①整个实验过程在真空中进行．②金箔很薄，α粒子（4He核）很容易穿过．2（2）实验现象与结果．绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但是有少数α粒子发生了较大角度的偏转，极少数α粒子偏转角超过90︒，有的几乎达到180︒，沿原路返回．仅粒子散射实验令卢瑟福万分惊奇．按照汤姆孙的原子结构模型：带正电的物质均匀分布，带负电的电子质量比α粒子的质量小得多．α粒子碰到电子就像子弹碰到一粒尘埃一样,其运动方向不会发生什么改变．但实验结果出现了像一枚炮弹碰到一层薄薄的卫生纸被反弹回来这一不可思议的现象．卢瑟福通过分析，否定了汤姆孙的原子结构模型,提出了核式结构模型．3．原子的核式结构卢瑟福依据α粒子散射实验的结果,提出了原子的核式结构:在原子中心有一个很小的核,叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转．4．原子核的电荷与尺度由不同原子对α粒子散射的实验数据可以确定各种元素原子核的电荷．又由于原子是电中性的，可以推算出原子内含有的电子数．结果发现各种元素的原子核的电荷数，即原子内的电子数非常接近于它们的原子序数,这说明元素周期表中的各种元素是按原子中的电子数来排列的．原子核的半径无法直接测量,一般通过其他粒子与核的相互作用来确定，α粒子散射是估－，整个原子半径的数量级是算核半径最简单的方法．对于一般的原子核半径数量级为1510m－，两者相差十万倍之多，可见原子内部是十分“空旷"的．1010m5．解题依据和方法（1)解答与本节知识有关的试题，必须以两个实验现象和发现的实际为基础,应明确以下几点：①汤姆孙发现了电子，说明原子是可分的，电子是原子的组成部分．②卢瑟福“α粒子散射实验”现象说明：原子中绝大部分是空的，原子的绝大部分质量和全部正电荷都集中在一个很小的核上．（2）根据原子的核式结构，结合前面所掌握的动能、电势能、库仑定律及能量守恒定律等知识，是综合分析解决d粒子靠近原子核过程中,有关功、能的变化，加速度，速度的变化所必备的知识基础和应掌握的方法．6．对α粒子散射实验的理解如果按照汤姆孙的“枣糕”原子模型,α粒子如果从原子之间或原子的中心轴线穿过时，它受到周围的正负电荷作用的库仑力是平衡的,α粒子不产生偏转；如果α粒子偏离原子的中心轴线穿过，两侧电荷作用的库仑力相当大一部分被抵消，α粒子偏转很小；如果α粒子正对着电子射来,质量远小于α粒子的电子不可能使α粒子发生明显偏转，更不可能使它反弹．所以α粒子的散射实验结果否定了汤姆孙的原子模型．按卢瑟福的原子模型(核式结构），当α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力很小,仅粒子就像穿过“一片空地”一样，无遮无挡，运动方向改变极少,由于原子核很小，这种机会就很多，所以绝大多数α粒子不产生偏转；只有当α粒子十分接近原子核穿过时，才受到很大的库仑斥力，偏转角才很大，而这种机会很少;如果α粒子几乎正对着原子核射来,偏转角就几乎达到180︒，这种机会极少．如图所示．卢瑟福根据α粒子散射实验，不仪建立了原子的核式结构，还估算出了原子核的大小． 220121(1)4sin 2m Ze r Mv θπε=⋅+（θ为散射角)． 原子核的商径数量级在1510m －．原子直径数量级大约是1010m －，所以原子核半径只相当于原子半径的十万分之一．原子的核式结构初步建立了原子结构的正确图景，但跟经典的电磁理论发生了矛盾．(见玻尔的原子模型）7．原子结构的探索历史（1）发现原子核式结构的过程． 实验和发现 说明了什么电子的发现 说明原子有复杂结构α粒子散射实验 说明汤姆孙(枣糕式）原子模型不符合实际,卢瑟福重新建立原子的核式结构模型（2）原子的核式结构与原子的枣糕式结构的根本区别．核式结构 枣糕式结构原子内部是非常空旷的，正电荷集中在一个很小原子是充满了正电荷的球的核里体电子绕核高速旋转电子均匀嵌在原子球体内【典型例题】类型一、原子结构例1．关于阴极射线的本质，下列说法正确的是（）．A．阴极射线本质是氢原子 B．阴极射线本质是电磁波C．阴极射线本质是电子 D．阴极射线本质是X射线【思路点拨】阴极射线基本性质．【答案】C【解析】阴极射线是原子受激发射出的电子,关于阴极射线是电磁波、X射线都是在研究阴极射线过程中的一些假设，是错误的．【总结升华】对阴极射线基本性质的了解是解题的依据．举一反三:【变式】如图所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线将( ）．A．向纸内偏转 B．向纸外偏转 C．向下偏转 D．向上偏转【答案】D【解析】本题综合考查电流产生的磁场、左手定则和阴极射线的产生和性质．由题目条件不难判断阴极射线所在处磁场垂直纸面向外,电子从负极射出,由左手定则可判定阴极射线(电子）向上偏转．【总结升华】注意阴极射线(电子）从电源的负极射出，用左手定则判断其受力方向时四指的指向和射线的运动方向相反．例2．汤姆孙用来测定电子的比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所示．真空管内的阴极K发出的电子（不计初速、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后，穿过A＇中心的小孔沿中心轴1O O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P＇间的区域．当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到O＇点（O＇点与O点的竖直间距为d，水平间距可忽略不计）．此时，在P和P＇间的区域,再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场．调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到O点．已知极板水平方向的长度为1L，极板间距为b，极板右端到荧光屏的距离为2L（如图所示）．（1)求打在荧光屏O点的电子速度的大小．(2）推导出电子的比荷的表达式．【答案】（1）UBb(2)2121(/2)UdB bL L L+【解析】（1）当电子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，电子做匀速直线运动,亮点重新回到中心O点，设电子的速度为v，则evB eE=，得E v B=， 即U v Bb=． (2）当极板间仅有偏转电场时,电子以速度v 进入后，竖直方向做匀加速运动，加速度为eUa mb =．电子在水平方向做匀速运动，在电场内的运动时间11L t v =。