《7.1 原子结构 原子核的组成》教学设计

《7.1原子结构原子核的组成》教学设计【教学内容】第七单元第1节。【教学目标】1.了解原子的核式结构；了解原子核的组成；了解天然放射现象，知道α射线、β射线、γ射线及其特性，知道放射性物质对生物体的作用，以及放射性物质的危害和防护。2.了解人类认识原子、原子核结构的过程，了解理论探究与实验事实相结合的研究方法在原子、原子核研究中的应用。3.通过了解原子、原子核结构学说应用对科技、生活、社会即人类思想的推进作用，体会物理成果的社会价值，激发学生对物理学习的兴趣；通过了解人类认识原子、原子核结构的过程，体会人类对物质世界的探究与认识是无止境的，培养辩证唯物主义思想。【教学重点】原子及原子核的结构。【教学难点】对卢瑟福粒子散射实验的剖析。【教具准备】介绍汤姆生、卢瑟福、贝克勒尔、居里夫妇的视频资料。【教学过程】◆创设情景──引出课题1．引导学生回顾初中所学有关物质结构的学说。物质──分子──原子──原子核、核外电子2．教师讲述（1）长期以来，人类对原子的认识一直停留在哲学思辨的阶段。1808年，英国化学家道尔顿根据化学实验结果，提出了“原子论”，说明物质是由原子组成的，同时他又断定：原子就像一个实心球，是不能再分割的。（2）在中国古代，就有关于物质无限可分的观点。在物理学的研究进程中，什么事实启发了人们的思想，使人们认识到原子是由结构的？什么事实又使人们认识到原子核是由结构的？本节课通过课文内容的学习，我们将认识原子及原子核的结构，了解人类认识原子及原子核的结构的艰难过程。◆合作探究──新课学习一、原子的核式结构1．阴极射线引发的研究（1）在研究稀薄气体放电现象时，人们发现了“阴极射线”，引发了对阴极射线是什么的研究。当时有两派学者持不同的意见，以英国的克鲁克斯为代表的一派认为，阴极射线是带电的粒子流；以德国的赫兹为代表的一派则认为，阴极射线是一种波长很短的电磁波。（2）通过实验研究，在探明阴极射线本质的过程中，引发了19世纪末物理学上的三大发现：1895年伦琴发现了x射线；1896年贝克勒尔发现了放射线；1897年J.J.汤姆孙发现了电子。（3）通过J.J.汤姆孙的研究，阴极射线是一种带负电的粒子流，他测出了这种粒子的比荷（电量与质量的比值）和电量，把这种粒子定义为“电子”。2．电子发现的历史意义（1）阴极射线实验说明原子里面含有带负电的电子，原子不显示带电，所以原子必然含有带正电的物质。这就说明原子是可分的，原子具有结构，打破了原子不分割的观点。（2）J.J.汤姆孙提出的原子结构模型：就像去皮的西瓜瓤，正电荷就像西瓜瓤一样均匀分布在球体内，电子就像西瓜子一样镶嵌在西瓜瓤中。3．卢瑟福α散射实验（1）实验装置（2）实验现象：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进；少数α粒子发生了较大角度的偏转；极少数粒子被反弹回去。（3）对实验现象的分析：对实验中观察到的现象中的三条的合理解释，使人们认识到：在原子的中心有一个集中了原子全部正电荷、几乎全部质量的非常小的核──原子核。（4）实验的意义：使人们认识到，原子的正电荷并不是均匀分布在原子球内，而是分布在原子核。该实验揭示了原子核的存在。4．原子的核式结构发现了原子核以后，卢瑟福提出了原子的核式结构学说：原子核处在原子的中央，电子在原子核外的不同轨道上绕原子核做圆周运动，就像太阳系的结构。二、原子核的组成1．原子核是可分割的。1896年贝克勒尔发现了放射线，对射线的研究结果，使人们认识到一种原子的原子核可以自发的放出另一种原子的原子核，说明原子核是可以分割的，原子核是由结构的。2．卢瑟福提出的原子核结构对原子的质量进行研究，发现如果忽略电子的质量，原子的质量是请原子质量的整数倍，使人们认识到任何原子的原子核是由氢原子的原子核组成的，又把氢原子的原子核称为“质子”。在这一基础上，卢瑟福提猜想：原子核内除了质子外，还存在一种质量与质子相同但不带电的粒子（中子──电中性粒子）。后来，人们在实验中用α粒子轰击氮核，发现了质子。3．中子的发现1932年，英国实验物理学家查德威克利用α粒子轰击铍时，发现了一种穿透能力极强的射线，对射线进行进一步的研究，发现它的质量与质子相同，不带电，把它称为中子。这说明原子核中还有中子。4．原子核的组成（1）原子核是由质子和中子组成的，质子带一个单位的正电荷，中子不带电，质子与中子的质量几乎相等，都等于一个质量单位。质子与中子统称核子。（2）核子、原子核的符号三、天然放射现象1．学生阅读教材并思考问题（1）什么是天然放射现象？“天然”两字是什么意思？（2）什么是放射性元素？元素周期表中的那些元素是放射性元素？（3）什么是放射线？有几种放射线？每种放射线是由什么组成的？（4）什么是放射性元素的衰变？有几种衰变？这几种衰变之间有什么关系？2．交流评价──归纳小结组织学生对上述问题进行讨论，得出结论：（1）物质自发地辐射出射线的现象叫做天然放射现象。“天然”两字的意思是，这种辐射是自发进行的，不需要外界刺激。（2）物质能放出射线的性质叫放射性，具有放射性的元素称为放射线元素。元素周期表中，原子序数大于83的所有元素都具有放射性，原子序数小于或等于83的一些元素也具有放射性。（3）有三种放射线，分别是α射线（带正电，由氦核组成，电离能力最强）、β射线（带负电，由电子组成）、γ射线（不带电，是高频电磁波，由光子组成，穿透能力最强）。四、放射性元素的衰变1.教师讲解：