人教版《物理》选修3-5第十八章第一节-电子的发现

人教版《物理》选修3-5第十八章第一节人教版《物理》选修3-5第十八章第一节——电子的觉察10/12课题 电子的觉察【课型】情景教学试验探究【课标要求】了解人类探究原子构造的历史以及有关经典试验【教材分析】将本节作为原子构造的第一个内容，是由于电子的觉察拉开了人类生疏原子内部构造的序幕，人们对微观世界的探究获得了第一个突破性进展。在此后的三、四十年的时间内，人们对微观世界的探究捷报频传，快速发现了微观世界的运动规律，谱写了物理科学的崭篇章。把“电子的觉察”单列一节来处理，目的不仅是为教材后续关于原子构造的内容做预备和铺垫，还在于电子的觉察本身在科学史以及科学方法论中的重要性。本节知识内容主要分为阴极射线和电子的觉察两个局部，而将重点放在情感目标的渗透上——电子觉察过程蕴含的科学方法，以及科学家宠爱科学、勇于创的科学精神。【学情分析】学生在初中阶段就已了解原子的根本构造，知道核外电子带负电，高中阶段在电磁场局部也常常接触电子模型，因此对于电子学生在学问上并不生疏，但对电子的觉察过程，特别是电子觉察过程中表达的争论方法以及对微观科学进展的意义了解较少，因此本课的重点不在学问和技能上，而是通过回忆电子进展的历史，以物理学史及物理争论方法为线索开放。学生在学习磁场时已接触过阴极射线，但对其产生原理不太清楚，因此在本节内容的学习开放过程中有必要对阴极射线做更为具体的探究。【教学目标】1、学问与技能知道阴极射线的产生原理，回忆带电粒子在电场、磁场中运动的相关知识2、过程与方法通过回忆电子觉察的过程，了解微观粒子的争论方法，体会物理学从提出问题到试验论证的争论方法3、情感、态度、价值观生疏电子的觉察对物理学进展及社会进展的意义，了解科学家在面对已有阅历和现实困扰的状况下，排解各种干扰因素，以敏锐的洞察力和思维制造性地开放科学探究的科学精神，从而产生对前人的崇敬之情，激发献身科学的探究激情。【重、难点分析】重点：体会物理学的争论过程，体验勇于创的科学精神，了解微观粒子的争论方法。难点：从相关史实中提炼科学争论的各种要素【教学用具】带偏转电极的阴极射线管一只马蹄形磁铁一块高压电源两台学生低压电源一个激光源一个导线假设干PPT课件一套【教学设计】为达成以上教学教育目标，作如下课堂设计课堂剧的设计——关于阴极射线是什么的争论为使学生充分了解电子的觉察过程，设计了一个由关于阴极射线是什么的两个流派的争论的课堂剧，三组学生分别扮演赫兹、克鲁克斯、汤姆孙，以第一人称陈述他们各自对阴极射线的争论。【本时段教育目的】1〕生动而充分地了解那段科学进展的历史：2)在课堂上实现信息和情感的充分沟通、沟通，师生乐观互动、共同进展；通过学生的成功表演，愉悦师生，欢快学习，增加课堂分散，同时表演者自身的综合力气也得到熬炼并收获自信，提高学习兴趣。通过学生的感受和教师的提炼，让学生体会物理学从提出问题到试验论证的争论方法，体验科学家宠爱科学、勇于创的科学精神学生自主进展验证明验的设计、实现、论证和探究以教师供给的器材设计试验求证阴极射线是电磁波还是带电粒子。供给的器材带偏转电极的阴极射线管(1只) 马蹄形磁〔1个〕高压发生器〔2台〕学生电源〔1台〕导线假设干学生提出两种偏转方案：磁场偏转和电场偏转把学生分成两组，分别设计两种偏转的具体操作方案，小组长形成定案。各抽取两组小组长上台演示，先演示磁场偏转，再加上学生电源的直流低压作为偏转电压，观看现象。磁场顺当偏转，并引导学生推断射线粒子的电性。形成认知冲突加上学生电源的低压，结果未能观看偏转，与预设形成冲突。对试验进展分析评估、论证，查找缘由。转变试验条件，以的试验证明论证的正确性教师对试验探究进展评估【本时段教育目的】自主学习合作学习自主探究试验设计力气和动手力气的培育从具体情境中抽象出物理模型的力气通过亲自动手的过程，真实感受物理学的争论方法，与第一个时段的教育相照顾，使整堂课前后两个时段成为一个有机整体。比荷的测量教师引导：确定微观粒子的重要方法——比荷确实定Bqvmv2qv

r m Br自主学习——学生带着问题看书小组争论，完成相应学案，明确比荷的推导过程，得出表达式。【本时段教育目的】自主学习合作学习科技小论文的阅读力气训练前后学问的联系及应用感受物理学学问的学以致用本章的主要任务是初步学习有关原子构造的根本学问。现代物理学的重点争论领域之一，就是从微观角度争论物质构造及其运动规律，而人们生疏物质构造正是以电子的觉察作为开端。今日，我们来一起回忆电子觉察的历史，体验其中物理学的争论方法和探究者的科学精神。二、课堂剧——关于阴极射线是什么的争论阴极射线教师：1858射线放出，射线打在荧光板上能产生荧光。这是放射阴极射线的玻璃管结构示意图〔介绍构造，这是具有确定真空度的玻璃管，两个电极分别接到高压电源的正负极，其中接电源负极的金属板称作射线管的阴极，接电源正极的金属圆筒叫阳极。由于射线从阴极射出，所以被命名为“阴极射线”猛烈的争论教师：阴极射线是什么物质？它的觉察引起了物理学家的关注和思考，并由此引发了一场猛烈的争论。主要的流派有以赫兹为代表的“电磁辐射”说和以汤姆孙为代表的“带电粒子”说。赫兹，首先证明白电磁波的存在，并对电磁学的进展有很大的奉献，故频率的国际制单位以他的名字命名。由于思维惯性，他对阴极射线的猜测带有深厚的个人特点。现在就让我们来复原这段历史。有请科学家们。学生活动——课堂剧表演三组学生分别扮演赫兹、克鲁克斯、汤姆孙，以第一人称陈述他们各自对阴极射线的争论。“电磁辐射”说依据：a,射线不是由粒子组成，其连续性与电磁波相像。b,结果未观看到偏转现象,所以阴极射线不带电c.x样的现象类似结论:阴极射线是电磁辐射〔电磁波〕“带电粒子”说a、克鲁克斯的争论：依据：觉察阴极射线的热效应——能把金属片打成白炽状态〔高温〕阴极射线的“风轮试验”——证明射线携带较大动量结论：阴极射线是分子流b、汤姆孙的争论依据：1·9×105m/s,远小于光速.静电场偏转试验：无偏转分析假设与结果的差异，觉察问题，改进试验方案——提高真空度，觉察了偏转结论：阴极射线是带电粒子流教师：感谢同学们的精彩演绎教师：提炼争论方法和科学精神三位科学家的争论过程都经受了哪些环节？汤姆孙对试验条件做了怎样的思考和调整？汤姆孙在没有观看到射线在电场中的偏转时，并没有急于下结论，而是对试验进展了认真的评估，觉察问题后改进试验方案，最终得出正确结论，觉察了电子，并因此而获得了1906年的诺贝尔物理学奖。而赫兹受已有的学问体系制约，背负了过多的条条框框，因墨守陈规而失去了时机。事实上，正是诸如爱因斯坦等科学家看似疯狂的想法，催生了现代物理学的支柱理论——量子力学和相对论，在科学活动中，争论者的主观意识会起到打算性的作用，科学的进展需要争论者具备创的士气，以敏锐的洞察力进展制造性的思维。三、学生活动——我的试验验证以教师供给的器材设计试验求证阴极射线是电磁波还是带电粒子。供给的器材带偏转电极的阴极射线管(1只) 马蹄形磁〔1个〕高压发生器〔2台〕学生电源〔1台〕导线假设干教师：这里供给有一个学生电源、两个高压电源，一支激光笔，带有偏转极板的阴极射线管、一个蹄形磁铁及导线假设干，请大家以小组争论的极射线是带电粒子；c.求证阴极射线的电性学生提出两种偏转方案：磁场偏转和电场偏转把学生分成两组，分别设计两种偏转的具体操作方案，小组长形成定案。各抽取两组小组长上台演示，先演示磁场偏转，再加上学生电源的直流低压作为偏转电压，观看现象。磁场顺当偏转，并引导学生推断射线粒子的电性。形成认知冲突加上学生电源的低压，结果未能观看偏转，产生疑心，与预设形成冲突。小组争论，对试验进展分析评估、论证，查找缘由。一一过滤各种因素，将问题聚焦在偏转电压上。转变试验条件，以高压电源增加偏转电压，并呈现试验结果，证明论证的正确性教师对试验探究进展评估教师适时要求学生课后进展对阴极管的测量，以小论文的形式分析300外。300左右的偏转为题，写一篇课后小论文。四、探究带电粒子的比荷引入：“我不得不得出这样的结论,即阴极射线就是带有负电的物质粒子.由此而产生的下一个问题,便是这种粒子是什么:是原子?分子?还是更小层次上的物质?——汤姆孙教师：汤姆孙又给自己提出了的问题——对射线的定量争论，并对问题提出了预设。用什么物理量定量描述微观粒子的特性？引出比荷。受技术条件限制，要单独测量电量和质量是很困难的，所以我们实行的方式是，让带电粒子在电场或磁场中运动，通过测量粒子的运动学量，间接测量其比荷。比方在匀强磁场中偏转。满足Bqvmv2

v，相关物理量怎样测算？r m BrP48页的思考与争论，请小组长组织前后六位23个问题aE，粒子应打到屏上哪个位置？加电场，粒子到达p2点，再次说明带负电，要让粒子回到P1点b、要使粒子不发生偏转，可以实行什么措施？磁场的方向如何，电场BqvEqcvI

E的大小又什么决BdBqvmv2

qv

E r可依据几何关系算出r m Br B2r请学生上台推导五、电子的觉察

1.761011C/kgqmq①不同材料做阴极,所得结果都一样说明这种粒子是组成物质的的根本粒子②是氢离子比荷的近两千倍〔qqH〕m m什么缘由造成的？ HqqH

或mmH汤姆孙对电子的比荷和电量做了根本测量，证明这种带负电粒子是电荷量与氢离子大致一样，质量比氢离子小很多，由此得出它是原子的组成局部，是比原子更根本的物质单元，并命名为“电子“。这个结论后来也得到密立根准确试验的验证，这就是电子的觉察过程。余年。电子发的现近代三大觉察之一，这个觉察的意义在哪里呢？请同学们阅读教材P50“思考与争论”电子的觉察让争论者意识到，电中性的原子不是根本粒子，还可再分，从而推动人们拉开了从微观角度探究物质组成的序幕课后小论文在以下课题中任选一题下周沟通1、阴极射线产生的缘由及方式2300左右的偏转。3P49“科学脚印”，比照汤姆孙的成功，分析舒斯特和考夫曼没有获得成功的缘由，写一篇有关物理学争论的心得体会。【板书】见PPT课件《电子的觉察》说课【课型】情景教学试验探究【课标要求】了解人类探究原子构造的历史以及有关经典试验【教材分析】将本节作为原子构造的第一个内容，是由于电子的觉察拉开了人类生疏原子内部构造的序幕，人们对微观世界的探究获得了第一个突破性进展。在此后的三、四十年的时间内，人们对微观世界的探究捷报频传，快速发现了微观世界的运动规律，谱写了物理科学的崭篇章。把“电子的觉察”单列一节来处理，目的不仅是为教材后续关于原子构造的内容做预备和铺垫，还在于电子的觉察本身在科学史以及科学方法论中的重要性。本节学问内容主要分为阴极射线和电子的觉察两个局部，而将重点放在情感目标的渗透上——电子觉察过程蕴含的科学方法，以及科学家宠爱科学、勇于创的科学精神。【学情分析】学生在初中阶段就已了解原子的根本构造，知道核外电子带负电，高中阶段在电磁场局部也常常接触电子模型，因此对于电子学生在学问上并不生疏，但对电子的觉察过程，特别是电子觉察过程中表达的争论方法以及对微观科学进展的意义了解较少，因此本课的重点不在学问和技能上，而是通过回忆电子进展的历史，以物理学史及物理争论方法为线索开放。学生在学习磁场时已接触过阴极射线，但对其产生原理不太清楚，因此在本节内容的学习开放过程中有必要对阴极射线做更为具体的探究。【教学目标】1、学问与技能知道阴极射线的产生原理，回忆带电粒子在电场、磁场中运动的相关知识2、过程与方法通过回忆电子觉察的过程，了解微观粒子的争论方法，体会物理学从提出问题到试验论证的争论方法3、情感、态度、价值观生疏电子的觉察对物理学进展及社会进展的意义，了解科学家在面对已有阅历和现实困扰的状况下，排解各种干扰因素，以敏锐的洞察力和思维制造性地开放科学探究的科学精神，从而产生对前人的崇敬之情，激发献身科学的探究激情。【重、难点分析】重点：体会物理学的争论过程，体验勇于创的科学精神，了解微观粒子的争论方法。难点：从相关史实中提炼科学争论的各种要素【教学用具】带偏转电极的阴极射线管一只马蹄形磁铁一块高压电源两台学生低压电源一个激光源一个导线假设干PPT课件一套【教学设计】为达成以上教学教育目标，作如下课堂设计课堂剧的设计——关于阴极射线是什么的争论为使学生充分了解电子的觉察过程，设计了一个由关于阴极射线是什么的两个流派的争论的课堂剧，三组学生分别扮演赫兹、克鲁克斯、汤姆孙，以第一人称陈述他们各自对阴极射线的争论。【本时段教育目的】1〕生动而充分地了解那段科学进展的历史：2)在课堂上实现信息和情感的充分沟通、沟通，师生乐观互动、共同进展；通过学生的成功表演，愉悦师生，欢快学习，增加课堂分散，同时表演者自身的综合力气也得到熬炼并收获自信，提高学习兴趣。通过学生的感受和教师的提炼，让学生体会物理学从提出问题到试验论证的争论方法，体验科学家宠爱科学、勇于创的科学精神学生自主进展验证明验的设计、实现、论证和探究以教师供给的器材设计试验求证阴极射线是电磁波还是带电粒子。供给的器材带偏转电极的阴极射线管(1只) 马蹄形磁〔1个〕高压发生器〔2台〕学生电源〔1台〕导线假设干学生提出两种偏转方案：磁场偏转和电场偏转把学生分成两组，分别设计两种偏转的具体操作方案，小组长形成定案。各抽取两组小组长上台演示，先演示磁场偏转，再加上学生电源的直流低压作为偏转电压，观看现象。磁场顺当偏转，并引导学生推断射线粒子的电性。形成认知冲突加上学生电源的低压，结果未能观看偏转，与预设形成冲