12.【情景提供】19世紀(jì)以前,人們一直以為原子是不可分的,直到1887年,湯姆森發(fā)現(xiàn)了帶負(fù)電的電子后,才引起人們對(duì)原子結(jié)構(gòu)模型的探索.
【提出問題】電子帶負(fù)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)】1910年英國(guó)科學(xué)家盧瑟福進(jìn)行了著名的α粒子轟擊金箔實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)做法如圖:
(1)放射源--放射性物質(zhì)放出α粒子(帶正電荷),質(zhì)量是電子質(zhì)量的7 000倍;
(2)金箔--作為靶子,厚度1 μm,重疊了3 000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(dòng)可觀察不同角度α粒子的到達(dá)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(jìn),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(dá)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(yùn)動(dòng)方向不會(huì)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(gè)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)若原子質(zhì)量、正電荷在原子內(nèi)均勻分布,則極少數(shù)α粒子就不會(huì)(填“會(huì)”或“不會(huì)”)發(fā)生大角度散射.盧瑟福所說的“除非原子的大部分質(zhì)量集中到了一個(gè)很小的結(jié)構(gòu)上”中的“很小的結(jié)構(gòu)”指的是原子核.
(2)1 μm金箔包含了3 000層金原子,絕大多數(shù)α粒子穿過后方向不變,說明B.
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
(3)科學(xué)家對(duì)原子結(jié)構(gòu)的探究經(jīng)歷了三個(gè)過程,通過α粒子散射實(shí)驗(yàn),你認(rèn)為原子結(jié)構(gòu)為以下的C.