A-原子的核式结构教学设计.doc

1、A原子的核式结构教学目标：1知识与技能：（1）知道电子的发现过程。（2）知道粒子散射实验及实验现象。（3）知道原子的核式结构模型。2过程与方法：形成知识的解决问题过程中，观察相关科学方法如：建立模型，科学假设等。3情感态度与价值观：（1）培养学生由现象的分析而归纳结论的逻辑推理能力，提高学生的阅读能力和 表达能力。（2）了解原子学说的发展历史，认识粒子散射实验的重大意义。教学重点：卢瑟福“原子核式结构模型”教学难点：粒子散射实验的结果分析（与汤姆生“葡萄干蛋糕”模型比较）教学内容：一引入：19世纪末以前，人们认为原子是不可再分的。 公元前5世纪，希腊哲学家提出物质是由不可分的微粒（原子）组成的

2、。不过没有实验根据。一百多前，人们从化学实验中知道，物质由分子组成，分子由原子组成。因在化学反应中原子的种类和数目不变，使人们认为原子是组成物质的最小微粒，是不能再分的。但随着物理研究的深入和实验技术的提高，十九世纪末二十世纪初，人们先后发现了X射线，放射现象和电子，物理学产生了决定性的改变。人们越来越感觉到原子并不是不可分割的，而且具有极其复杂的结构。从那时起，人类进入了研究原子和原子核物理学的新时期。二电子的发现提出问题：谁发现了电子？从什么实验中发现的？电子的发现有什么意义？（学生自己阅读相关内容）演示实验：阴极射线管。 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1

3、0-2mmHg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。在19世纪70年代已有人提出它是带负电的粒子流，但实验证据不足。 1897年英国科学家汤姆生利用阴极射线在电场中和磁场中的偏转的实验证明了阴极射线是带负的的粒子流。 1897年汤姆生进一步测定了阴极射线粒子的荷质比e/m，发现不同物质组成的阴极发出的射线都有相同的e/m值。表明这种带电粒子是一切不同元素的原子的共同组成部分，称它为电子。 汤姆生测得电子的荷质比e/m约是氢离子荷质比的二千倍，又测得二者电量基本相同，由此可知电子的质量约是氢离子质量的二千分之一，电子比原子的质量小得多。 电子的

4、发现证明了原子是可分的，后来发现光电效应等都从物质原子中击出了电子。三汤姆生的“葡萄干蛋糕模型”提出问题：汤姆生发现了电子，人们认识到电子是原子的组成部分，那么汤姆生认为原子内部结构是怎样的呢？（学生阅读）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？20世纪初科学家们提出了很多种原子模型。其中最有影响的是汤姆生模型。提问学生：汤姆生模型是什么样的？明确：汤姆生认为原子内带正电荷的物质均匀分布在整个原子球体中，而带负电荷的电子一粒一粒的镶嵌在球内，好比在蛋糕上撒上一些葡萄干。四粒子散射实验汤姆生的“葡

5、萄干蛋糕模型”显然是错误的，他的学生英国物理学家卢瑟福就反对这种说法。那么他是如何反驳他老师的模型的呢？学生阅读。 1909-1911年英国物理学家卢瑟福和他的助手盖革，学生马斯登等做了用粒子轰击薄金箔的实验。 粒子：带正电，电量是电子电量的2倍，质量约是氢原子的4倍，约是电子质量的7000倍。从放射性元素中放射出来的粒子动能很大，射出速度达107米/秒，粒子打到荧光屏上能产生一个闪烁的亮点，可用显微镜观察。 介绍粒子散射实验装置各部分的名称和作用。放射源：钋放在带小孔的铅盒中，能放射粒子。金 箔：延展性很好，容易使其厚度极小，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

6、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。演示多媒体教学课件：粒子散射实验，学生观察实验现象，归纳实验结果，思考原子模型究竟是怎样的。实验结果归纳：（1）绝大多数粒子穿过金箔后，跟原来的运动方向偏离不多。（2）少数粒子产生较大的偏转。（3）极少数粒子产生超过90的大角度偏转。（4）个别粒子被弹回。学生讨论为什么粒子大多数不偏转？少数发生较大偏转？极少数发生大角度偏转？归纳小结：（1）大多数粒子不偏转的原因是它们运动过程中没有受到阻碍，说明原子内几乎是“空”的（2）少数粒子发生较大偏转，说明有带正电的物质对它们产生库仑斥力的作用（3）极少数粒子发生大角度偏转，说明它们和某种物质

7、发生了撞击，而且这种物质占据了很小的空间问“汤姆生的模型能解释这种现象吗？汤姆生原子模型不能解释粒子的散射实验结果中的大角度散射现象，因而被否定。五卢瑟福原子核式结构模型 粒子散射实验结果让卢瑟福感到惊讶，因为这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。为了解释实验结果，卢瑟福于1911年提出核式结构学说：（1）在原子的中心有一个很小的核心部分，叫做原子核。（2）原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里。（3）带负电荷的电子在核外空间不停的绕核旋转。（电子绕核旋转所需的向心力就是原子核对它的库仑力）。思考：用原子的核式结构学说解释：粒子的散射实验中为什么绝大多数粒子仍沿原方向前进，只有极少数发生大角度偏转？为什么卢瑟福认为电子一定要绕核旋转？六总结：从汤姆生的原子模型到卢瑟福提出的核式结构学说，人们对于原子结构的研究取得了重大的进展粒子散射实验起了决定性的作用这一结果又一次说明了物理学是以实验为基础发展起来的一门科学当然科学理论的建立和完善往往要经过几代科学家的努力原子的核式结构学说并非完美无缺，从经典物理的角度看，电子绕着原子核转，要不断向外界辐射能量，导致电子能量不断减少最终落入核内，这和原子的稳定性出现矛盾可见人们对原子的认识理论还要进一步发展