人教版（2019）高中物理选修性必修第三册第4章第3节原子的核式结构模型教学设计

物理选择性必修3第4章第3节原子的核式结构模型教学设计

课题原子的核式结构模型单元4学科物理年级高二

教材从“人类认识原子结构”的历程中分三个阶段讲述，更体现了新课标要求下的科学

探究的重要性：第一阶段:发现电子，认识到原子内部也有结构。第二阶段:推测原子中电荷

的分布，认识到原子的核式结构。第三阶段经典电磁理论遇到了矛盾，玻尔提出了新的原

教材:

分析子理论。

在教学过程中应重点引导学生思考经典电磁理论遇到的矛盾。提高学生的质疑和探究能

力。

物理观念：知道阴极射线及本质，了解电子及其比荷，知道原子的核式结构模型及原子

核的电荷与尺度。

科学思维：掌握电子的电荷量、原子的核式结构模型，能够通过科学推理解决相关的问

题。

核心科学探究：探究阴极射线的本质，理解α粒子散射实验，揭示实验本质，得出结论，体

素养

会科学家的探索方法，提高观察与实验的能力。

科学态度与责任：通过学习体验科学家探索科学的艰辛，坚持实事求是的科学态度，培

养积极探索科学的兴趣。

了解电子及其比荷，知道原子的核式结构模型及原子核的电荷与尺度。

重点

探究阴极射线的本质，理解α粒子散射实验，揭示实验本质，得出结论，体会科学家的

难点探索方法，提高观察与实验的能力。

教学过程

教学环节教师活动学生活动设计意图

导入新课早在1858年，德国物理学家普吕克尔就发现

了气体导电时的辉光放电现象。

了解阴极让学生了解

射线，思考阴前辈的科学家们

1876年，德国物理学家戈德斯坦认为管壁上极射线的本对科学的探索历

的荧光是由于玻璃受到的阴极发出的某种射线的质。程。

撞击而引起的，这种射线被命名为阴极射线。

阴极射线的本质？

赫兹：电磁波说

这种射线本质是一种电磁波的传播过程

汤姆逊：粒子说

这种射线本质是一种高速粒子流

讲授新课一、电子的发现

能用电偏帮助学生回

转和磁偏转判顾电场和磁场的

断阴极射线带相关知识，提高

负电荷。学生用已知知识

来解决未知问题

阴极射线在电场的偏转——带负电荷。

的能力。

阴极射线在磁场的偏转——带负电荷。

总结：阴极射线本质是带负电荷的电子流。

课堂练习1、(多选)如图所示,一只阴极射线管

完成课堂

左侧不断有电子射出,若在管的正下方放一通电直帮助学生巩

练习。

导线AB时,发现射线径迹下偏,则()固基础知识。

A.导线中的电流由A流向B

B.导线中的电流由B流向A

C.如要使电子束的径迹向上偏,可以通过改变

AB中电流的方向来实现

D.电子的径迹与AB中电流的方向无关

解析：阴极射线带负电,由左手定则判断管内磁

场垂直纸面向里;由安培定则判断AB中电流的方向

由B流向A。电流方向改变,管内磁场方向改变,电

子受力方向也改变。

答案：BC

带电粒子的比荷测定方法：①质谱仪：速度完成例掌握测定带

选择器+磁偏转②电偏转题。电粒子比荷的方

例1、如图所示，让一束均匀的阴极射线垂直法。

进入正交的电、磁场中，两板间距离为d，选择合

适的磁感应强度B1和电压U，带电粒子将沿直线进

入垂直纸面向里匀强磁场的B2，粒子将做匀速圆周

运动，测得其半径为R，求

(1)求阴极射线中带电粒子的速度

(2)求阴极射线中带电粒子的比荷

U

U

evB1ev

dB1d

2eU

v掌握测定带

evB2m

RmB1B2dR电粒子比荷的方

例2、如图所示，电子以初速度v0从O点进入

法。

长为l、板间距离为d、电势差为U的平行板电容

器中，出电场时打在屏上P点，经测量O′P距离

为Y0，求电子的比荷。

通过了解密

了解密立

立根油滴实验的

根油滴实验的

原理。

密立根油滴实验:用喷雾的方法获得了带电油原理。

体验科学家

滴，然后把这些带不同质量和电荷量的油滴置入电

探索科学的艰

场中，通过电场力和重力平衡的方法最终测得带电

辛。

油滴的电荷量。

完成课堂

练习。巩固基础知

识。

①带电体电量q=ne(n=1,2,3...)

②电子电量e＝1.6×10－19C

③电子质量me＝9.1×10－31kg

课堂练习2、密立根实验的原理如图所示，A、

B是两块平行放置的水平金属板，A板带正电，B

板带负电。从喷雾器嘴喷出的小油滴，落到A、B

两板之间的电场中。小油滴由于摩擦而带负电，调

节A、B两板间电压，可使小油滴受到的电场力和

重力平衡。已知小油滴静止处场强是1.92×105

N/C，油滴半径是1.64×10－4cm，油密度是0.851

g/cm3，求

（1）油滴所带的电荷量？

（2）这个电荷量是电子电荷量的多少倍？

了解原子

核结构模型的

发展历程。

二、原子的核式结构模型

汤姆孙枣糕模型(西瓜模型)

原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在

整个球体内，电子镶嵌在球中

通过学习卢

瑟福的核式结构

模型，建立起实

事求是的科学态

度和严谨的求学

汤姆孙枣糕模型的理论预测

精神。

由于正电荷的均匀分布，那么α粒子通过原子

时，粒子两侧的正电荷对它的库仑斥力大部分相互

抵消，α粒子运动的影响不会很大。

卢瑟福α粒子散射实验

α粒子散射实验现象及解释

①绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进—

—离金原子核较远，库仑斥力较小

②少数α粒子发生较大的偏转——离金原子

核较近，库仑斥力较大

③极少数α粒子偏转角度超过90°，有的甚至

达到180°——正对或基本正对金原子核入射α粒

子在库仑斥力作用下先减速至较小速度然后加速

远离金原子核。

卢瑟福核式结构模型

卢瑟福核式结构模型

①在原子的中心有一个很小的核，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带负电的电子在核外空间绕着核旋转。

拓展提高1、(多选)英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线完成拓展

的探究,最终发现了电子,由此被称为“电子之父”,提高。通过练习，

下列关于电子的说法正确的是()巩固基础知识。

A.任何物质中均有电子B.

不同物质中具有不同的电子

C.电子质量是质子质量的1836倍D.电子是

一种粒子,是比原子更基本的物质单元

解析：汤姆孙用不同的材料作阴极,都能发现阴

极射线且阴极射线均为同一物质——电子,这说明

任何物质中均含有电子,A对,B错;根据对电子比荷

的测定可知,电子电荷量和氢原子核的电荷量相同,

电子的质量远小于质子的质量