人教版《物理》選修3-5第十八章第一節(jié)-電子的發(fā)現(xiàn)

人教版《物理》選修3-5第十八章第一節(jié)人教版《物理》選修3-5第十八章第一節(jié)——電子的覺察10/12課題 電子的覺察【課型】情景教學(xué)試驗(yàn)探究【課標(biāo)要求】了解人類探究原子構(gòu)造的歷史以及有關(guān)經(jīng)典試驗(yàn)【教材分析】將本節(jié)作為原子構(gòu)造的第一個(gè)內(nèi)容，是由于電子的覺察拉開了人類生疏原子內(nèi)部構(gòu)造的序幕，人們對(duì)微觀世界的探究獲得了第一個(gè)突破性進(jìn)展。在此后的三、四十年的時(shí)間內(nèi)，人們對(duì)微觀世界的探究捷報(bào)頻傳，快速發(fā)現(xiàn)了微觀世界的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，譜寫了物理科學(xué)的嶄篇章。把“電子的覺察”單列一節(jié)來處理，目的不僅是為教材后續(xù)關(guān)于原子構(gòu)造的內(nèi)容做預(yù)備和鋪墊，還在于電子的覺察本身在科學(xué)史以及科學(xué)方法論中的重要性。本節(jié)知識(shí)內(nèi)容主要分為陰極射線和電子的覺察兩個(gè)局部，而將重點(diǎn)放在情感目標(biāo)的滲透上——電子覺察過程蘊(yùn)含的科學(xué)方法，以及科學(xué)家寵愛科學(xué)、勇于創(chuàng)的科學(xué)精神?！緦W(xué)情分析】學(xué)生在初中階段就已了解原子的根本構(gòu)造，知道核外電子帶負(fù)電，高中階段在電磁場局部也常常接觸電子模型，因此對(duì)于電子學(xué)生在學(xué)問上并不生疏，但對(duì)電子的覺察過程，特別是電子覺察過程中表達(dá)的爭論方法以及對(duì)微觀科學(xué)進(jìn)展的意義了解較少，因此本課的重點(diǎn)不在學(xué)問和技能上，而是通過回憶電子進(jìn)展的歷史，以物理學(xué)史及物理爭論方法為線索開放。學(xué)生在學(xué)習(xí)磁場時(shí)已接觸過陰極射線，但對(duì)其產(chǎn)生原理不太清楚，因此在本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)開放過程中有必要對(duì)陰極射線做更為具體的探究?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1、學(xué)問與技能知道陰極射線的產(chǎn)生原理，回憶帶電粒子在電場、磁場中運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)2、過程與方法通過回憶電子覺察的過程，了解微觀粒子的爭論方法，體會(huì)物理學(xué)從提出問題到試驗(yàn)論證的爭論方法3、情感、態(tài)度、價(jià)值觀生疏電子的覺察對(duì)物理學(xué)進(jìn)展及社會(huì)進(jìn)展的意義，了解科學(xué)家在面對(duì)已有閱歷和現(xiàn)實(shí)困擾的狀況下，排解各種干擾因素，以敏銳的洞察力和思維制造性地開放科學(xué)探究的科學(xué)精神，從而產(chǎn)生對(duì)前人的崇敬之情，激發(fā)獻(xiàn)身科學(xué)的探究激情?！局?、難點(diǎn)分析】重點(diǎn)：體會(huì)物理學(xué)的爭論過程，體驗(yàn)勇于創(chuàng)的科學(xué)精神，了解微觀粒子的爭論方法。難點(diǎn)：從相關(guān)史實(shí)中提煉科學(xué)爭論的各種要素【教學(xué)用具】帶偏轉(zhuǎn)電極的陰極射線管一只馬蹄形磁鐵一塊高壓電源兩臺(tái)學(xué)生低壓電源一個(gè)激光源一個(gè)導(dǎo)線假設(shè)干PPT課件一套【教學(xué)設(shè)計(jì)】為達(dá)成以上教學(xué)教育目標(biāo)，作如下課堂設(shè)計(jì)課堂劇的設(shè)計(jì)——關(guān)于陰極射線是什么的爭論為使學(xué)生充分了解電子的覺察過程，設(shè)計(jì)了一個(gè)由關(guān)于陰極射線是什么的兩個(gè)流派的爭論的課堂劇，三組學(xué)生分別扮演赫茲、克魯克斯、湯姆孫，以第一人稱陳述他們各自對(duì)陰極射線的爭論。【本時(shí)段教育目的】1〕生動(dòng)而充分地了解那段科學(xué)進(jìn)展的歷史：2)在課堂上實(shí)現(xiàn)信息和情感的充分溝通、溝通，師生樂觀互動(dòng)、共同進(jìn)展；通過學(xué)生的成功表演，愉悅師生，歡快學(xué)習(xí)，增加課堂分散，同時(shí)表演者自身的綜合力氣也得到熬煉并收獲自信，提高學(xué)習(xí)興趣。通過學(xué)生的感受和教師的提煉，讓學(xué)生體會(huì)物理學(xué)從提出問題到試驗(yàn)論證的爭論方法，體驗(yàn)科學(xué)家寵愛科學(xué)、勇于創(chuàng)的科學(xué)精神學(xué)生自主進(jìn)展驗(yàn)證明驗(yàn)的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、論證和探究以教師供給的器材設(shè)計(jì)試驗(yàn)求證陰極射線是電磁波還是帶電粒子。供給的器材帶偏轉(zhuǎn)電極的陰極射線管(1只) 馬蹄形磁〔1個(gè)〕高壓發(fā)生器〔2臺(tái)〕學(xué)生電源〔1臺(tái)〕導(dǎo)線假設(shè)干學(xué)生提出兩種偏轉(zhuǎn)方案：磁場偏轉(zhuǎn)和電場偏轉(zhuǎn)把學(xué)生分成兩組，分別設(shè)計(jì)兩種偏轉(zhuǎn)的具體操作方案，小組長形成定案。各抽取兩組小組長上臺(tái)演示，先演示磁場偏轉(zhuǎn)，再加上學(xué)生電源的直流低壓作為偏轉(zhuǎn)電壓，觀看現(xiàn)象。磁場順當(dāng)偏轉(zhuǎn)，并引導(dǎo)學(xué)生推斷射線粒子的電性。形成認(rèn)知沖突加上學(xué)生電源的低壓，結(jié)果未能觀看偏轉(zhuǎn)，與預(yù)設(shè)形成沖突。對(duì)試驗(yàn)進(jìn)展分析評(píng)估、論證，查找緣由。轉(zhuǎn)變?cè)囼?yàn)條件，以的試驗(yàn)證明論證的正確性教師對(duì)試驗(yàn)探究進(jìn)展評(píng)估【本時(shí)段教育目的】自主學(xué)習(xí)合作學(xué)習(xí)自主探究試驗(yàn)設(shè)計(jì)力氣和動(dòng)手力氣的培育從具體情境中抽象出物理模型的力氣通過親自動(dòng)手的過程，真實(shí)感受物理學(xué)的爭論方法，與第一個(gè)時(shí)段的教育相照顧，使整堂課前后兩個(gè)時(shí)段成為一個(gè)有機(jī)整體。比荷的測量教師引導(dǎo)：確定微觀粒子的重要方法——比荷確實(shí)定Bqvmv2qv

r m Br自主學(xué)習(xí)——學(xué)生帶著問題看書小組爭論，完成相應(yīng)學(xué)案，明確比荷的推導(dǎo)過程，得出表達(dá)式。【本時(shí)段教育目的】自主學(xué)習(xí)合作學(xué)習(xí)科技小論文的閱讀力氣訓(xùn)練前后學(xué)問的聯(lián)系及應(yīng)用感受物理學(xué)學(xué)問的學(xué)以致用本章的主要任務(wù)是初步學(xué)習(xí)有關(guān)原子構(gòu)造的根本學(xué)問?，F(xiàn)代物理學(xué)的重點(diǎn)爭論領(lǐng)域之一，就是從微觀角度爭論物質(zhì)構(gòu)造及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而人們生疏物質(zhì)構(gòu)造正是以電子的覺察作為開端。今日，我們來一起回憶電子覺察的歷史，體驗(yàn)其中物理學(xué)的爭論方法和探究者的科學(xué)精神。二、課堂劇——關(guān)于陰極射線是什么的爭論陰極射線教師：1858射線放出，射線打在熒光板上能產(chǎn)生熒光。這是放射陰極射線的玻璃管結(jié)構(gòu)示意圖〔介紹構(gòu)造，這是具有確定真空度的玻璃管，兩個(gè)電極分別接到高壓電源的正負(fù)極，其中接電源負(fù)極的金屬板稱作射線管的陰極，接電源正極的金屬圓筒叫陽極。由于射線從陰極射出，所以被命名為“陰極射線”猛烈的爭論教師：陰極射線是什么物質(zhì)？它的覺察引起了物理學(xué)家的關(guān)注和思考，并由此引發(fā)了一場猛烈的爭論。主要的流派有以赫茲為代表的“電磁輻射”說和以湯姆孫為代表的“帶電粒子”說。赫茲，首先證明白電磁波的存在，并對(duì)電磁學(xué)的進(jìn)展有很大的奉獻(xiàn)，故頻率的國際制單位以他的名字命名。由于思維慣性，他對(duì)陰極射線的猜測帶有深厚的個(gè)人特點(diǎn)?，F(xiàn)在就讓我們來復(fù)原這段歷史。有請(qǐng)科學(xué)家們。學(xué)生活動(dòng)——課堂劇表演三組學(xué)生分別扮演赫茲、克魯克斯、湯姆孫，以第一人稱陳述他們各自對(duì)陰極射線的爭論。“電磁輻射”說依據(jù)：a,射線不是由粒子組成，其連續(xù)性與電磁波相像。b,結(jié)果未觀看到偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象,所以陰極射線不帶電c.x樣的現(xiàn)象類似結(jié)論:陰極射線是電磁輻射〔電磁波〕“帶電粒子”說a、克魯克斯的爭論：依據(jù)：覺察陰極射線的熱效應(yīng)——能把金屬片打成白熾狀態(tài)〔高溫〕陰極射線的“風(fēng)輪試驗(yàn)”——證明射線攜帶較大動(dòng)量結(jié)論：陰極射線是分子流b、湯姆孫的爭論依據(jù)：1·9×105m/s,遠(yuǎn)小于光速.靜電場偏轉(zhuǎn)試驗(yàn)：無偏轉(zhuǎn)分析假設(shè)與結(jié)果的差異，覺察問題，改進(jìn)試驗(yàn)方案——提高真空度，覺察了偏轉(zhuǎn)結(jié)論：陰極射線是帶電粒子流教師：感謝同學(xué)們的精彩演繹教師：提煉爭論方法和科學(xué)精神三位科學(xué)家的爭論過程都經(jīng)受了哪些環(huán)節(jié)？湯姆孫對(duì)試驗(yàn)條件做了怎樣的思考和調(diào)整？湯姆孫在沒有觀看到射線在電場中的偏轉(zhuǎn)時(shí)，并沒有急于下結(jié)論，而是對(duì)試驗(yàn)進(jìn)展了認(rèn)真的評(píng)估，覺察問題后改進(jìn)試驗(yàn)方案，最終得出正確結(jié)論，覺察了電子，并因此而獲得了1906年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。而赫茲受已有的學(xué)問體系制約，背負(fù)了過多的條條框框，因墨守陳規(guī)而失去了時(shí)機(jī)。事實(shí)上，正是諸如愛因斯坦等科學(xué)家看似瘋狂的想法，催生了現(xiàn)代物理學(xué)的支柱理論——量子力學(xué)和相對(duì)論，在科學(xué)活動(dòng)中，爭論者的主觀意識(shí)會(huì)起到打算性的作用，科學(xué)的進(jìn)展需要爭論者具備創(chuàng)的士氣，以敏銳的洞察力進(jìn)展制造性的思維。三、學(xué)生活動(dòng)——我的試驗(yàn)驗(yàn)證以教師供給的器材設(shè)計(jì)試驗(yàn)求證陰極射線是電磁波還是帶電粒子。供給的器材帶偏轉(zhuǎn)電極的陰極射線管(1只) 馬蹄形磁〔1個(gè)〕高壓發(fā)生器〔2臺(tái)〕學(xué)生電源〔1臺(tái)〕導(dǎo)線假設(shè)干教師：這里供給有一個(gè)學(xué)生電源、兩個(gè)高壓電源，一支激光筆，帶有偏轉(zhuǎn)極板的陰極射線管、一個(gè)蹄形磁鐵及導(dǎo)線假設(shè)干，請(qǐng)大家以小組爭論的極射線是帶電粒子；c.求證陰極射線的電性學(xué)生提出兩種偏轉(zhuǎn)方案：磁場偏轉(zhuǎn)和電場偏轉(zhuǎn)把學(xué)生分成兩組，分別設(shè)計(jì)兩種偏轉(zhuǎn)的具體操作方案，小組長形成定案。各抽取兩組小組長上臺(tái)演示，先演示磁場偏轉(zhuǎn)，再加上學(xué)生電源的直流低壓作為偏轉(zhuǎn)電壓，觀看現(xiàn)象。磁場順當(dāng)偏轉(zhuǎn)，并引導(dǎo)學(xué)生推斷射線粒子的電性。形成認(rèn)知沖突加上學(xué)生電源的低壓，結(jié)果未能觀看偏轉(zhuǎn)，產(chǎn)生疑心，與預(yù)設(shè)形成沖突。小組爭論，對(duì)試驗(yàn)進(jìn)展分析評(píng)估、論證，查找緣由。一一過濾各種因素，將問題聚焦在偏轉(zhuǎn)電壓上。轉(zhuǎn)變?cè)囼?yàn)條件，以高壓電源增加偏轉(zhuǎn)電壓，并呈現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果，證明論證的正確性教師對(duì)試驗(yàn)探究進(jìn)展評(píng)估教師適時(shí)要求學(xué)生課后進(jìn)展對(duì)陰極管的測量，以小論文的形式分析300外。300左右的偏轉(zhuǎn)為題，寫一篇課后小論文。四、探究帶電粒子的比荷引入：“我不得不得出這樣的結(jié)論,即陰極射線就是帶有負(fù)電的物質(zhì)粒子.由此而產(chǎn)生的下一個(gè)問題,便是這種粒子是什么:是原子?分子?還是更小層次上的物質(zhì)?——湯姆孫教師：湯姆孫又給自己提出了的問題——對(duì)射線的定量爭論，并對(duì)問題提出了預(yù)設(shè)。用什么物理量定量描述微觀粒子的特性？引出比荷。受技術(shù)條件限制，要單獨(dú)測量電量和質(zhì)量是很困難的，所以我們實(shí)行的方式是，讓帶電粒子在電場或磁場中運(yùn)動(dòng)，通過測量粒子的運(yùn)動(dòng)學(xué)量，間接測量其比荷。比方在勻強(qiáng)磁場中偏轉(zhuǎn)。滿足Bqvmv2

v，相關(guān)物理量怎樣測算？r m BrP48頁的思考與爭論，請(qǐng)小組長組織前后六位23個(gè)問題aE，粒子應(yīng)打到屏上哪個(gè)位置？加電場，粒子到達(dá)p2點(diǎn)，再次說明帶負(fù)電，要讓粒子回到P1點(diǎn)b、要使粒子不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，可以實(shí)行什么措施？磁場的方向如何，電場BqvEqcvI

E的大小又什么決BdBqvmv2

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E r可依據(jù)幾何關(guān)系算出r m Br B2r請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)推導(dǎo)五、電子的覺察

1.761011C/kgqmq①不同材料做陰極,所得結(jié)果都一樣說明這種粒子是組成物質(zhì)的的根本粒子②是氫離子比荷的近兩千倍〔qqH〕m m什么緣由造成的？ HqqH

或mmH湯姆孫對(duì)電子的比荷和電量做了根本測量，證明這種帶負(fù)電粒子是電荷量與氫離子大致一樣，質(zhì)量比氫離子小很多，由此得出它是原子的組成局部，是比原子更根本的物質(zhì)單元，并命名為“電子“。這個(gè)結(jié)論后來也得到密立根準(zhǔn)確試驗(yàn)的驗(yàn)證，這就是電子的覺察過程。余年。電子發(fā)的現(xiàn)近代三大覺察之一，這個(gè)覺察的意義在哪里呢？請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材P50“思考與爭論”電子的覺察讓爭論者意識(shí)到，電中性的原子不是根本粒子，還可再分，從而推動(dòng)人們拉開了從微觀角度探究物質(zhì)組成的序幕課后小論文在以下課題中任選一題下周溝通1、陰極射線產(chǎn)生的緣由及方式2300左右的偏轉(zhuǎn)。3P49“科學(xué)腳印”，比照湯姆孫的成功，分析舒斯特和考夫曼沒有獲得成功的緣由，寫一篇有關(guān)物理學(xué)爭論的心得體會(huì)?！景鍟恳奝PT課件《電子的覺察》說課【課型】情景教學(xué)試驗(yàn)探究【課標(biāo)要求】了解人類探究原子構(gòu)造的歷史以及有關(guān)經(jīng)典試驗(yàn)【教材分析】將本節(jié)作為原子構(gòu)造的第一個(gè)內(nèi)容，是由于電子的覺察拉開了人類生疏原子內(nèi)部構(gòu)造的序幕，人們對(duì)微觀世界的探究獲得了第一個(gè)突破性進(jìn)展。在此后的三、四十年的時(shí)間內(nèi)，人們對(duì)微觀世界的探究捷報(bào)頻傳，快速發(fā)現(xiàn)了微觀世界的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，譜寫了物理科學(xué)的嶄篇章。把“電子的覺察”單列一節(jié)來處理，目的不僅是為教材后續(xù)關(guān)于原子構(gòu)造的內(nèi)容做預(yù)備和鋪墊，還在于電子的覺察本身在科學(xué)史以及科學(xué)方法論中的重要性。本節(jié)學(xué)問內(nèi)容主要分為陰極射線和電子的覺察兩個(gè)局部，而將重點(diǎn)放在情感目標(biāo)的滲透上——電子覺察過程蘊(yùn)含的科學(xué)方法，以及科學(xué)家寵愛科學(xué)、勇于創(chuàng)的科學(xué)精神?！緦W(xué)情分析】學(xué)生在初中階段就已了解原子的根本構(gòu)造，知道核外電子帶負(fù)電，高中階段在電磁場局部也常常接觸電子模型，因此對(duì)于電子學(xué)生在學(xué)問上并不生疏，但對(duì)電子的覺察過程，特別是電子覺察過程中表達(dá)的爭論方法以及對(duì)微觀科學(xué)進(jìn)展的意義了解較少，因此本課的重點(diǎn)不在學(xué)問和技能上，而是通過回憶電子進(jìn)展的歷史，以物理學(xué)史及物理爭論方法為線索開放。學(xué)生在學(xué)習(xí)磁場時(shí)已接觸過陰極射線，但對(duì)其產(chǎn)生原理不太清楚，因此在本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)開放過程中有必要對(duì)陰極射線做更為具體的探究?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1、學(xué)問與技能知道陰極射線的產(chǎn)生原理，回憶帶電粒子在電場、磁場中運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)2、過程與方法通過回憶電子覺察的過程，了解微觀粒子的爭論方法，體會(huì)物理學(xué)從提出問題到試驗(yàn)論證的爭論方法3、情感、態(tài)度、價(jià)值觀生疏電子的覺察對(duì)物理學(xué)進(jìn)展及社會(huì)進(jìn)展的意義，了解科學(xué)家在面對(duì)已有閱歷和現(xiàn)實(shí)困擾的狀況下，排解各種干擾因素，以敏銳的洞察力和思維制造性地開放科學(xué)探究的科學(xué)精神，從而產(chǎn)生對(duì)前人的崇敬之情，激發(fā)獻(xiàn)身科學(xué)的探究激情?！局?、難點(diǎn)分析】重點(diǎn)：體會(huì)物理學(xué)的爭論過程，體驗(yàn)勇于創(chuàng)的科學(xué)精神，了解微觀粒子的爭論方法。難點(diǎn)：從相關(guān)史實(shí)中提煉科學(xué)爭論的各種要素【教學(xué)用具】帶偏轉(zhuǎn)電極的陰極射線管一只馬蹄形磁鐵一塊高壓電源兩臺(tái)學(xué)生低壓電源一個(gè)激光源一個(gè)導(dǎo)線假設(shè)干PPT課件一套【教學(xué)設(shè)計(jì)】為達(dá)成以上教學(xué)教育目標(biāo)，作如下課堂設(shè)計(jì)課堂劇的設(shè)計(jì)——關(guān)于陰極射線是什么的爭論為使學(xué)生充分了解電子的覺察過程，設(shè)計(jì)了一個(gè)由關(guān)于陰極射線是什么的兩個(gè)流派的爭論的課堂劇，三組學(xué)生分別扮演赫茲、克魯克斯、湯姆孫，以第一人稱陳述他們各自對(duì)陰極射線的爭論。【本時(shí)段教育目的】1〕生動(dòng)而充分地了解那段科學(xué)進(jìn)展的歷史：2)在課堂上實(shí)現(xiàn)信息和情感的充分溝通、溝通，師生樂觀互動(dòng)、共同進(jìn)展；通過學(xué)生的成功表演，愉悅師生，歡快學(xué)習(xí)，增加課堂分散，同時(shí)表演者自身的綜合力氣也得到熬煉并收獲自信，提高學(xué)習(xí)興趣。通過學(xué)生的感受和教師的提煉，讓學(xué)生體會(huì)物理學(xué)從提出問題到試驗(yàn)論證的爭論方法，體驗(yàn)科學(xué)家寵愛科學(xué)、勇于創(chuàng)的科學(xué)精神學(xué)生自主進(jìn)展驗(yàn)證明驗(yàn)的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、論證和探究以教師供給的器材設(shè)計(jì)試驗(yàn)求證陰極射線是電磁波還是帶電粒子。供給的器材帶偏轉(zhuǎn)電極的陰極射線管(1只) 馬蹄形磁〔1個(gè)〕高壓發(fā)生器〔2臺(tái)〕學(xué)生電源〔1臺(tái)〕導(dǎo)線假設(shè)干學(xué)生提出兩種偏轉(zhuǎn)方案：磁場偏轉(zhuǎn)和電場偏轉(zhuǎn)把學(xué)生分成兩組，分別設(shè)計(jì)兩種偏轉(zhuǎn)的具體操作方案，小組長形成定案。各抽取兩組小組長上臺(tái)演示，先演示磁場偏轉(zhuǎn)，再加上學(xué)生電源的直流低壓作為偏轉(zhuǎn)電壓，觀看現(xiàn)象。磁場順當(dāng)偏轉(zhuǎn)，并引導(dǎo)學(xué)生推斷射線粒子的電性。形成認(rèn)知沖突加上學(xué)生電源的低壓，結(jié)果未能觀看偏轉(zhuǎn)，與預(yù)設(shè)形成沖