探究原子結(jié)構(gòu)的奧秘.
【情景提供】19世紀以前,人們一直以為原子是不可分的,直到1887年,湯姆生發(fā)現(xiàn)了帶負電的電子后,才引起人們對原子結(jié)構(gòu)模型的探索.
【提出問題】電子帶負電,原子不帶電,說明原子內(nèi)存在著帶正電荷的部分,它們是均勻分布還是集中分布的呢?
【進行實驗】1910年英國科學家盧瑟福進行了著名的α粒子轟擊金箔實驗.
實驗做法如圖1和圖2:
(1)放射源放出α粒子(帶正電荷),質(zhì)量是電子質(zhì)量的7000倍;
(2)金箔厚度1um(等于0.001mm),重疊了3000層左右的原子;
(3)熒光屏-α粒子打在上面發(fā)出閃光;
(4)顯微鏡通過顯微鏡觀察閃光,且通過360度轉(zhuǎn)動可觀察不同角度α粒子的到達情況.
【收集證據(jù)】絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進,但是有少數(shù)α粒子卻發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn),并且有極少數(shù)α粒子的偏轉(zhuǎn)超過90°,有的甚至幾乎達到180°,像是被金箔彈了回來.
【猜想與假設(shè)】α粒子遇到電子后,就像飛行的子彈碰到灰塵一樣運動方向不會發(fā)生明顯的改變,而結(jié)果卻出乎意料,除非原子的大部分質(zhì)量集中到了一個很小的結(jié)構(gòu)上,否則大角度的散射是不可能的.
【解釋與結(jié)論】
(1)盧瑟福所說的“除非原子的大部分質(zhì)量集中到了一個很小的結(jié)構(gòu)上”中的“很小的結(jié)構(gòu)”指的是
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(2)1um金箔包含了3000層金原子,絕大多數(shù)α粒子穿過后方向不變,說明
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A.原子的質(zhì)量是均勻分布的 B.原子內(nèi)部絕大部分空間是空的
C.原子是實心的 D.原子中心有一個很大的核
(3)在圖3中3線條中,不可能是α粒子(帶正電)的運動軌跡的是
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A.a(chǎn) B.b C.c D.d.