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1、总课时 课 题22-1原子核式结构 原子核课时22-教学目标一、知识目标1、 知道电子的发现过程2、 了解粒子散射实验，理解卢瑟福关于原子核式结构模型提出的依据3、 知道原子核的基本组成，知道核子和同位素的概念二、能力目标1、培养学生抽象思维的能力，以及对实验结论的逻辑推理能力三、德育目标进行科学态度、科学方法和辨证唯物主义教育，感悟物理学研究中理论与实践的辩证关系教学重点通过粒子散射实验分析卢瑟福关于原子核式结构模型的提出教学难点理解关于微观空间物理规律的探索方法教学方法讲授教 具多媒体教 学 过 程教学设计设计意图近代物理初步的第二章是第二十二章 原子核本章开始学习构成物质的微观结构原子和
2、原子核的初步知识，它帮助我们认识物质世界的本质，进一步学习现代科学技术知识和进行辨证唯物主义教育有重要作用本章可以分为三个单元。第一单元即第一节，简单回顾原子结构的认识历史。第二单元包括第二四节（第三节是选修），从一般的角度讲核反映的特征、研究的方法和应用。第三单元包括第五第七节，单独从能量的角度了解核反应，并着重核能的广阔应用前景。显然，教材对于为什么要推出量子论安排了更多的内容，而对量子论本身则讲得并不多。本章的知识不是十分抽象，和现代科学技术有着紧密的联系，应该能够引起大家的兴趣。章节引入教 学 过 程教学设计设计意图引入课题提问：原子是否还可以再分？原子是由什么构成的？追问：你知道这是
3、通过什么实验，经怎样的分析推理得到的？我们对原子结构已有所认识，但还不全面、不系统，特别是还不知道怎样在实验和理论的相互推动下，使认识得到发展的，这恰是本章的重点，现在我们沿着历史发展的线索开始这一章的学习.22-1原子核式结构 原子核一、电子的发现1、电子的发现：英国物理学家汤姆生于1897年发现介绍阴极射线：在封闭的玻璃管内有两个电极，抽出管内的空气（压强在10-2mmHg以下）。当两极间加高压时，从阴极发出一种射线叫阴极射线，它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光。（请大家想一下，用你现在所学过的知识，如何判定它还负电还是正电？利用阴极射线在电场中和磁场中的偏转的实验证明阴极射线是带负的的粒子
4、流。）不久,在气体电离和光电效应等现象中,都从中性的物质中击出电子.电子的发现证明了原子是可分的20世纪初困惑：（正电物质和电子如何构成原子?）原子内有带负电的电子，但原子是中性的，所以原子里必定还有带正电的部分，并且正电荷的总量和电子的总电量必定相等，那么它们是怎样组成的原子的呢？2、汤姆生原子模型枣糕模型(西瓜模型)原子是一个球体，正电荷均匀地分布整个球内，电子像枣糕里的枣那样镶嵌在原子里面。汤姆生原子模型能解释一些实验事实，但不能解释某些新实验，在汤姆生发表论文后10年，即1909年到1911年，他的学生卢瑟福和同事们做了一个著名的粒子散射实验，这个实验现象无法用汤姆生原子模型来正确解释
5、，于是卢瑟福提出了原子的核式结构学说.二、原子的核式结构1、粒子散射实验:1909-1911年,英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了粒子散射实验教 学 过 程教学设计设计意图（1）实验装置：介绍粒子散射实验装置各部分的名称和作用。（展示模拟演示装置）放射源：钋放在带小孔的铅盒中，能放射粒子。金 箔：厚度极小，可至1微米（虽然很薄但仍有几千层原子）。显微镜：能够围绕金箔在水平面内转动。荧光屏：玻璃片上涂有荧光物质硫化锌，装在显微镜上（2）实验过程：、钋放出的粒子从铅盒小孔射出，形成很细的束射线，射到荧光屏上产生闪光，通过显微镜观察。、放上金箔F，观察粒子穿过金箔打到荧光屏上发出的闪光。、转动显微镜
6、和荧光屏，在不同偏转角处观察，可看到粒子的散射现象。（3）实验现象：大多数粒子仍直线运动；少数粒子发生较大偏转；极少数粒子甚至被反弹回来这种现象能否用汤姆生的原子模型解释?汤姆生原子模型无法解释 a粒子散射现象极少数a粒子的偏转角超过90，甚至反方向折回，可能受到什么力的作用？为了解释粒子的散射实验结果，卢瑟福在1911年提出了原子的核式结构学说：2、卢瑟福的核式结构模型（1）卢瑟福的核式结构模型在原子的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原子核里,带负电的电子在核外的空间运动（2）对a粒子散射实验的解释如何用原子的核式结构学说解释：a粒子散射实验中为什么绝大多
7、数a粒子仍沿原来的方向前进，只有极少数发生大角度的偏转？在a粒子散射的实验中，只有在a粒子十分接近原子核时，才受到很大的斥力而发生大角度偏转。因为原子核很小，原子内很空广，a粒子接近原子核的机会非常少，所以有上述实验结果。任何一个正确的理论，应经得无数次的实验的验证和理论的论证，卢瑟福根据原子的核式结构学说，应用库仑定律和牛顿定律，推导出了沿一定偏转角散射的a粒子与偏转角的关系式。卢瑟福等做了一系列的实验。结果和理论计算完全相符，这说明了原子的核式结构学说的正确，也说明了原子里电荷间的作用遵守库仑定律。教 学 过 程教学设计设计意图（3）原子核大小的估计粒子散射实验结果，有力学的碰撞知识可知，
8、需要很强的相互作用力，除非原子的大部分质量和电荷集中于一个很小的核上，否则大角度散射不可能出现。从a粒子散射的实验的数据，可以估计原子核的半径的数量级为10-15米，不同元素原子核的半径略有不同。原子半径约是10-10米，原子核半径只相当于原子半径的十万分之一。如果把原子比作100米半径的大球，原子核就相当于半径1毫米的小石子。三、原子核的组成（看书）1、质子和中子的发现（1）1919年,卢瑟福用粒子轰击氮核,从氮核中打出一种粒子.-质子(氢原子核:带正电,电荷量为一个元电荷)（2）卢瑟福猜想-1932年查德威克用粒子轰击铍核打出新粒子. -中子(质量接近质子,不带电)质子与中子统称为核子,构
9、成了原子核.2、原子核的组成：质子和中子3、原子核的性质及负号（1）原子核的电荷：电荷数（Z）=质子数=原子序数（2）原子核的质量：质量数（A）=核子数=质子数+中子数（3）同位素：质子数相同而中子数不同的原子核，其原子的核外电子都相同，因而化学性质相同，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。小结:知识光电效应-汤姆生模型- 粒子散射实验-卢瑟福核式结构模型方法科学分析法-科学假设(猜测)-科学实验法-科学修正法能力模型构建能力-科学类比能力-科学实验能力-科学预言能力 汤 姆 生 枣, 散 射 推 倒;卢 瑟 福 核,小 核 质 中.教 学 过 程教学设计设计意图例题1关于粒子散射的实
10、验现象卢瑟福用粒子轰击金箔，观察到的实验结果是（ ）A绝大多数粒子穿过金箔后仍然沿原来方向前进B绝大多数粒子穿过金箔后发生了较大的偏转C少数粒子穿过金箔后发生了较大偏转D极少数粒子们转角超过90，甚至接近180选题目的：考察学生对粒子散射实验得掌握分析与解：只需认真看书，记住粒子散射的实验结论本题选项A、C、D正确反过来由卢瑟福依据本实验所提出的核式结构学说，也可以加深对本实验现象的记忆例题2关于验证原子核结构的实验结论卢瑟福的粒子散射实验的结果（ ）A证明了质子的存在B证明了原子核是由质子和中子组成的C说明原子的全部正电行和几乎全部质量都集中在一个很小的核上D说明原子中的电子只能在某些不连续
11、的轨道上运动选题目的：考察学生对粒子散射实验的掌握分析与解：粒子散射实验证明了原子的核式结构学说而选项A、B均属于后来对原子核的结构的探索，尽管像“原子核是由质子和中子组成的”结论是正确的，但它与粒子散射实验无直接关系选项D的内容则是玻尔理论的内容答案：C例题3电子绕核运动有关量在氢原子中，电子绕核运动的轨道半径为时，则该电子所受的向心力： ，运动周期 ，具有的动能 (电子电量和质量分别为e和)解：电子绕核转动时由库仑力提供向心力，所以向心力 根据圆运动规律知向心力还等于 由、式知教 学 过 程教学设计设计意图向心力还可以写成下面形式 由能量关系： 由、式知 选题目的：在理解了原子结构组成之后，深化理解电子绕核运动有关量板 书 设 计第二十二章 原子核22-1原子核式结构 原子核一、电子的发现1、电子的发现：电子的发现证明了原子是可分的2、汤姆生原子模型枣糕模型(西瓜模型)二、原子的核式结构1、粒子散射实验:（1）实验装置：（2）实验过程：（3）实验现象：大多数粒子仍直线运动；少数粒子发生较大偏转；极少数粒子甚至被反弹回来2、卢瑟福的核式结构模型（1）卢瑟福的核式结构模型（2）对a粒子散射实验的解释（3）原子核大小的估计三、原子核的组成1、质子和中子的发现2、原子核的组成3、原子核的性质及负号教 学 后 记第 6 页 共 6 页顺义二中 段建辉
第一节原子的核式结构 原子核7
