5.1原子核的组成 教案-（2019）新人教版高中物理选择性必修第三册.docx

1、5.1原子核的组成教材分析本节教材从放射性物质的的射线分成三束的实验事实出发，分别介绍了a射线，射线和射线。通过研究这三种射线，确定了原子核内是由结构的。最后有卢瑟福和它的学生共同完成了原子核构造的猜想与验证，知道原子核由中子和质子组成。教学目标与核心素养物理观念知道三种射线的特性，原子核的组成及其表示符号。科学思维通过一些宏观实验，去猜测、探究微观结构，建立微观模型。科学探究：分析天然放射现象和a粒子散射实验培养学生分析能力，揭示原子核的科学本质。科学态度与责任尊重客观实验事实，认识到原子核可以再分。体会到极大极小的原理，感悟生命的渺小，更加的热爱生命。教学重难点教学重点：三种射线的本质，原

2、子核的组成及表示方法，同位素的概念。教学难点：原子核的组成及表示方法。教学准备多媒体课件等。教学过程核能是人类第一次利用除太阳以外的能量。（动图展示核电站）核能是蕴藏在原子核内部的能量。核能的发现是人们探索微观物质结构的一个重大成果。人类通过许多方式利用核能，主要的途径是发电。一、新课引入关于原子核内部信息的研究，最早来自矿物的天然放射现象。 那么，人们是怎样从破解天然放射现象入手，一步步揭开了原子核秘密的呢?二、新课教学（一）天然放射现象1.贝克勒尔的早期研究1896年，贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，它能穿透黑纸使底片感光。这是铀原子本身的性质。（视频介绍新中国发现的铀矿

3、，增加爱国主义教育。）2.居里夫妇的研究居里夫妇对铀和含铀的各种矿石进行了深入研究。他们研究了一种沥青铀矿，根据它的含铀量计算发出的射线不会太强。居里夫妇对最早提出了放射性的概念命名两种新元素：钋（Po）和镭（Ra）3.放射性的概念放射性：物质发射射线的性质放射性元素：具有放射性的元素天然放射现象：放射性的元素自发地发出射线的现象放射性并不是少数元素的专利，所有原子序数大于等于83的元素以及部分原子序数小于83的元素都具有放射性。思考：研究这些放射现象有什么用呢？通过对天然放射现象的研究，人们意识到原子核也是具有结构的，其内部发生了变化，才是产生放射性的原因。后来科学家发现原子核有更加基本的粒

4、子组成，也就是质子和中子。（二）射线的本质自从发现了天然放射性现象，人们就一直在研究在射线究竟是什么？1.研究方法 把放射源铀、钋或镭放入用铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。其中两束在磁场中向不同的方向偏转，证明它们是带电粒子流；另一束在磁场不偏转，说明它不带电。于是把这三者射线分别叫a射线，射线和射线。思考与讨论如果a射线、射线都是带电粒子流、接照图中标出的径迹判断，它们分别带什么电荷？如果不用磁场而用电场判断它们带电的性质，两个电极怎样放可以使三种射线大致沿图的方向偏转?带电粒子在磁场中受到了洛伦兹力而偏转。 那么根据左手定则a射线向上偏转带正电荷射线向下偏转带负电

5、荷射线不偏转就不带电如果不加磁场加电场，根据正负相吸的原理电场线向左的。则右边正电左边负电荷。2. 三种射线三种射线的本质、射出速度和电离性一定要记牢。成分速度电离能力穿透能力a射线氦原子核1/10光速很强较弱射线电子流接近光速较弱较强射线电磁波光速更弱很强3.射线的来源实验发现，如果一种元素具有放射性，那么，无论它是以单质存在的，还是以化合物形式存在的，都具有放射性。放射性的强度也不受温度、外界压强的影响。由于元素的化学性质决定于原子核外的电子，这就说明射线与这些电子无关，即射线来自原子核。这说明原子核内部是有结构的。拓展学习：威尔逊云室由微观粒子构成的射线，肉眼是看不见的。但是，射线中的粒

6、子与其他物质作用时产生的现象，会显示射线的存在。威尔逊云室就是一种常用的射线探测装置。（动图展示射线通过云室）（三）原子核的组成1.发现质子1919年，卢瑟福用a粒子轰击氮原子核发现质子。质子，用字母P表示。质子带正电，电量为电子电量，质量：mp=1.67210-27kg。后来人们从各种其他物质中也后续出来质子，说明质子是原子核的组成部分。思考与讨论原子核是只由质子组成的吗?如果原子核中只有质子，那么，任何一种原子核的盾量与电荷量之比，都应该等于质子的质量与电荷量之比。但事实是这样的吗?分析：如果原子核是只由质子组成：而实际却是：说明原子核还有其他组成部分2.发现中子猜想:卢瑟福认为原子核内部

7、存在中子。实验：查德威克利用实验验证猜想，发现中子。中子不带电，用n表示，质量与质子质量接近。3.原子核的组成 原子核由质子和中子组成，组成原子核的质子和中子通称为核子。除此之外，科学史上相关的重要实验和结论还有两个，最早的是证明原子具有结构，它是通过阴极射线的实验证明。由此知道原子内部存在电子。再往后是原子具有核式结构，是卢瑟福的a粒子散射实验，证明了原子由原子核与核外电子组成。总之，要把这三个实验与其对应的结论分辨清楚。原子具有结构原子具有核式结构原子核具有结构重要实验阴极射线a粒子散射实验天然放射性结论原子内部存在电子原子由原子核与核外电子组成原子核由更加基本的粒子组成（质子和中子）4.

8、原子核的表示方法由于中子不带电，原子核所带的电荷等于核内质子电荷的总和。所以，原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫作原子核的电荷数，用Z表示。即核电荷数Z=质子数=原子序数=荷外电子数原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和，而质子与中子的质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数叫作原子核的质量数，用A表示。即质量数A=核子数=质子数+中子数原子核的电荷数就是核内的质子数，也就是这种元素的原子序数，而原子核的质量数就是核内的核子数。原子核常用符号表示，X为元素符号，A表示核的质量数，Z表示核的电荷数（即原子序数）。当我们写一个

9、原子核X时，将A写在左上角，将Z写在左下角。氦原子核（阿尔法a粒子）可以表示为，它有2个质子和2 个中子，所以电荷数是2，质量数是4。5.同位素具有相同质子、不同中子数的原子互称同位素。在元素周期表中处于同一位置。氢的三种同位素氕，氘，氚，他们具有相同的化学性质。科学漫步：天然放射现象的发现1895年末，德国物理学家伦琴发现了一种新的射线X射线，即伦琴射线。它具有一定的辐射性。（动图展示拍片） 课堂练习例1：人类认识原子核的复杂结构并进行研究是从（ ）A. 发现电子开始B. 发现质子开始C. 进行a粒子散射实验开始的D. 发现天然放射现象开始的解析：自从贝科勒发现天然放射现象，科学家对放射性元

10、素、射线的组成、产生的原因进行了大量研究，逐步认识到原子核的复杂结构，故选项D正确。例2：天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示，由此可推知()A来自于原子核外的电子B的电离作用最强，是一种电磁波C的电离作用较强，是一种电磁波D的电离作用最弱，是一种电磁波解析：根据三种射线的贯穿本领，可知为a射线，为射线，为射线，a射线的电离作用最强是高速氦核流，射线是高速电子流，射线是光子流(高频电磁波)，综上所述D正确。例3：若用x代表一个中性原子的核外的电子数，y代表磁原子的原子核内的质子数，z代表磁原子的原子核内的中子数，则对的原子来说，x、y、z分别是多少？解析：左下标示质子数，左上

11、标示质量数，则y=8。中性原子的核外电子数等于质子数，所以x=8。中子数等于质量数减去质子数，z=17-8=9。板书设计5.1原子核的组成一、天然放射现象二、放射性的本质成分速度电离能力穿透能力a射线氦原子核1/10光速很强较弱射线电子流接近光速较弱较强射线电磁波光速更弱很强三、原子核的组成1.质子p：它是氢原子核，带正电，电量与电子相等。2.中子n：不带电，质量与质子相等。3.原子核：由质子和中子组成原子具有结构原子具有核式结构原子核具有结构重要实验阴极射线a粒子散射实验天然放射性结论原子内部存在电子原子由原子核与核外电子组成原子核由更加基本的粒子组成（质子和中子）4.核电荷数Z=质子数=原子序数=荷外电子数5.质量数A=核子数=质子数+中子数6.具有相同质子、不同中子数的原子互称同位素。教学反思本节的内容比较抽象，学生的生活经验也没有涉及到这方面的知识，这就给上课造成了一定的困难。理清楚认识原子核内部结构的出发点时天然放射现象，通过实验事实猜想实验验证的过程，在课本中也有体现。上课时注意做好猜想与假设的环节。11