7.
探究原子结构的奥秘。
【情景提供】\(\rm{19}\)世纪以前,人们一直以为原子是不可分的,直到\(\rm{1887}\)年,汤姆生发现了带负电的电子后,才引起人们对原子结构模型的探索。
【提出问题】电子带负电,原子不带电,说明原子内存在着带正电荷的部分,它们是均匀分布还是集中分布的呢?
【进行实验】\(\rm{1910}\)年英国科学家卢瑟福进行了著名的\(\rm{α}\)粒子轰击金箔实验。
实验做法如图:
\(\rm{(1)}\)放射源\(\rm{—}\)放射性物质放出\(\rm{α}\)粒子\(\rm{(}\)带正电荷\(\rm{)}\),质量是电子质量的\(\rm{7000}\)倍;
\(\rm{(2)}\)金箔\(\rm{—}\)作为靶子,厚度\(\rm{1 μm}\),重叠了\(\rm{3000}\)层左右的原子;
\(\rm{(3)}\)荧光屏\(\rm{—α}\)粒子打在上面发出闪光;
\(\rm{(4)}\)显微镜\(\rm{—}\)通过显微镜观察闪光,且通过\(\rm{360}\)度转动可观察不同角度\(\rm{α}\)粒子的到达情况。
【收集证据】绝大多数\(\rm{α}\)粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,但是有少数\(\rm{α}\)粒子却发生了较大的偏转,并且有极少数\(\rm{α}\)粒子的偏转超过\(\rm{90^{\circ}}\),有的甚至几乎达到\(\rm{180^{\circ}}\),像是被金箔弹了回来。
【猜想与假设】\(\rm{α}\)粒子遇到电子后,就像飞行的子弹碰到灰尘一样运动方向不会发生明显的改变,而结果却出乎意料,除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上,否则大角度的散射是不可能的。
【解释与结论】
\(\rm{(1)}\)若原子质量、正电荷在原子内均匀分布,则极少数\(\rm{α}\)粒子就________\(\rm{(}\)填“会”或“不会”\(\rm{)}\)发生大角度散射。卢瑟福所说的“除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”中的“很小的结构”指的是________。
\(\rm{(2)1 μm}\)金箔包含了\(\rm{3000}\)层金原子,绝大多数\(\rm{α}\)粒子穿过后方向不变,说明________。
\(\rm{A.}\)原子的质量是均匀分布的
\(\rm{B.}\)原子内部绝大部分空间是空的
\(\rm{(3)}\)科学家对原子结构的探究经历了三个过程,通过\(\rm{α}\)粒子散射实验,你认为原子结构为以下的________。
\(\rm{A}\).道耳顿模型特点:不可再分的实心球体
\(\rm{B}\).汤姆生模型特点:正负电荷均匀分布
\(\rm{C}\).卢瑟福模型特点:核位于原子中心,质量集中在核上