2017-2018学年高中物理科教版选修3-5:第二章 第2节 原子的核式结构模型
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  (2)α粒子散射实验为原子的核式结构学说奠定了实验基础,在核式结构模型中认为电子在原子核对它的库仑力作用下做匀速圆周运动。

  

  1.卢瑟福的α粒子散射实验说明了下列哪些情况(  )

  A.原子内的正电荷全部集中在原子核里

  B.原子内的正电荷均匀分布在它的全部体积上

  C.原子内的正负电荷是一对一整齐排列的

  D.原子的几乎全部质量都集中在原子核里

  解析:选AD 卢瑟福的α粒子散射实验中,少数α粒子发生了大角度偏转,这是原子中带正电部分作用的结果。由于大角度偏转的α粒子数极少,说明原子中绝大部分是空的,带正电部分的体积很小。带负电的电子绕核运动的向心力即是原子核对它的引力,而电子质量极小,故原子核集中了原子全部正电荷和几乎全部质量,故选项A、D正确。

  

α粒子散射实验中的能量转化问题   1.α粒子的受力特点

  α粒子与原子核间的作用力是库仑斥力,大小为F=k。α粒子离原子核越近,库仑斥力越大,它的加速度越大,反之则越小,α粒子的受力方向沿原子核与α粒子的连线指向α粒子。

  2.库仑力对α粒子的做功情况及能量转化情况

  (1)当α粒子靠近原子核时,库仑斥力做负功,电势能增加;远离时,库仑斥力做正功,电势能减小。

  (2)仅有库仑力做功,只是电势能和动能相互转化,而总能量保持不变。

  

  处理卢瑟福原子模型、α粒子散射实验等问题,经典电磁学理论和经典力学理论仍适用。α粒子接近原子核时,原子核外电子对它的作用可忽略。

  

2.α粒子在金原子核电场作用下的散射情况如图2­2­3所示,虚线表示α粒子的运动轨迹,实线表示金核电场的等势面。设α粒子通过a、b、c三点时速率分别为va、vb、vc,电势能分别为Ea、Eb、Ec,则下列选项中正确的是(  )