《7.1 原子結(jié)構(gòu) 原子核的組成》教學(xué)設(shè)計(jì)

《7.1原子結(jié)構(gòu)原子核的組成》教學(xué)設(shè)計(jì)【教學(xué)內(nèi)容】第七單元第1節(jié)?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1.了解原子的核式結(jié)構(gòu)；了解原子核的組成；了解天然放射現(xiàn)象，知道α射線、β射線、γ射線及其特性，知道放射性物質(zhì)對(duì)生物體的作用，以及放射性物質(zhì)的危害和防護(hù)。2.了解人類認(rèn)識(shí)原子、原子核結(jié)構(gòu)的過程，了解理論探究與實(shí)驗(yàn)事實(shí)相結(jié)合的研究方法在原子、原子核研究中的應(yīng)用。3.通過了解原子、原子核結(jié)構(gòu)學(xué)說應(yīng)用對(duì)科技、生活、社會(huì)即人類思想的推進(jìn)作用，體會(huì)物理成果的社會(huì)價(jià)值，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣；通過了解人類認(rèn)識(shí)原子、原子核結(jié)構(gòu)的過程，體會(huì)人類對(duì)物質(zhì)世界的探究與認(rèn)識(shí)是無止境的，培養(yǎng)辯證唯物主義思想?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】原子及原子核的結(jié)構(gòu)。【教學(xué)難點(diǎn)】對(duì)盧瑟福粒子散射實(shí)驗(yàn)的剖析。【教具準(zhǔn)備】介紹湯姆生、盧瑟福、貝克勒爾、居里夫婦的視頻資料?！窘虒W(xué)過程】◆創(chuàng)設(shè)情景──引出課題1．引導(dǎo)學(xué)生回顧初中所學(xué)有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的學(xué)說。物質(zhì)──分子──原子──原子核、核外電子2．教師講述（1）長期以來，人類對(duì)原子的認(rèn)識(shí)一直停留在哲學(xué)思辨的階段。1808年，英國化學(xué)家道爾頓根據(jù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了“原子論”，說明物質(zhì)是由原子組成的，同時(shí)他又?jǐn)喽ǎ涸泳拖褚粋€(gè)實(shí)心球，是不能再分割的。（2）在中國古代，就有關(guān)于物質(zhì)無限可分的觀點(diǎn)。在物理學(xué)的研究進(jìn)程中，什么事實(shí)啟發(fā)了人們的思想，使人們認(rèn)識(shí)到原子是由結(jié)構(gòu)的？什么事實(shí)又使人們認(rèn)識(shí)到原子核是由結(jié)構(gòu)的？本節(jié)課通過課文內(nèi)容的學(xué)習(xí)，我們將認(rèn)識(shí)原子及原子核的結(jié)構(gòu)，了解人類認(rèn)識(shí)原子及原子核的結(jié)構(gòu)的艱難過程?！艉献魈骄咯ぉば抡n學(xué)習(xí)一、原子的核式結(jié)構(gòu)1．陰極射線引發(fā)的研究（1）在研究稀薄氣體放電現(xiàn)象時(shí)，人們發(fā)現(xiàn)了“陰極射線”，引發(fā)了對(duì)陰極射線是什么的研究。當(dāng)時(shí)有兩派學(xué)者持不同的意見，以英國的克魯克斯為代表的一派認(rèn)為，陰極射線是帶電的粒子流；以德國的赫茲為代表的一派則認(rèn)為，陰極射線是一種波長很短的電磁波。（2）通過實(shí)驗(yàn)研究，在探明陰極射線本質(zhì)的過程中，引發(fā)了19世紀(jì)末物理學(xué)上的三大發(fā)現(xiàn)：1895年倫琴發(fā)現(xiàn)了x射線；1896年貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了放射線；1897年J.J.湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子。（3）通過J.J.湯姆孫的研究，陰極射線是一種帶負(fù)電的粒子流，他測(cè)出了這種粒子的比荷（電量與質(zhì)量的比值）和電量，把這種粒子定義為“電子”。2．電子發(fā)現(xiàn)的歷史意義（1）陰極射線實(shí)驗(yàn)說明原子里面含有帶負(fù)電的電子，原子不顯示帶電，所以原子必然含有帶正電的物質(zhì)。這就說明原子是可分的，原子具有結(jié)構(gòu)，打破了原子不分割的觀點(diǎn)。（2）J.J.湯姆孫提出的原子結(jié)構(gòu)模型：就像去皮的西瓜瓤，正電荷就像西瓜瓤一樣均勻分布在球體內(nèi)，電子就像西瓜子一樣鑲嵌在西瓜瓤中。3．盧瑟福α散射實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)裝置（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原來方向前進(jìn)；少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)；極少數(shù)粒子被反彈回去。（3）對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析：對(duì)實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象中的三條的合理解釋，使人們認(rèn)識(shí)到：在原子的中心有一個(gè)集中了原子全部正電荷、幾乎全部質(zhì)量的非常小的核──原子核。（4）實(shí)驗(yàn)的意義：使人們認(rèn)識(shí)到，原子的正電荷并不是均勻分布在原子球內(nèi)，而是分布在原子核。該實(shí)驗(yàn)揭示了原子核的存在。4．原子的核式結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)了原子核以后，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說：原子核處在原子的中央，電子在原子核外的不同軌道上繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)，就像太陽系的結(jié)構(gòu)。二、原子核的組成1．原子核是可分割的。1896年貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了放射線，對(duì)射線的研究結(jié)果，使人們認(rèn)識(shí)到一種原子的原子核可以自發(fā)的放出另一種原子的原子核，說明原子核是可以分割的，原子核是由結(jié)構(gòu)的。2．盧瑟福提出的原子核結(jié)構(gòu)對(duì)原子的質(zhì)量進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)如果忽略電子的質(zhì)量，原子的質(zhì)量是請(qǐng)?jiān)淤|(zhì)量的整數(shù)倍，使人們認(rèn)識(shí)到任何原子的原子核是由氫原子的原子核組成的，又把氫原子的原子核稱為“質(zhì)子”。在這一基礎(chǔ)上，盧瑟福提猜想：原子核內(nèi)除了質(zhì)子外，還存在一種質(zhì)量與質(zhì)子相同但不帶電的粒子（中子──電中性粒子）。后來，人們?cè)趯?shí)驗(yàn)中用α粒子轟擊氮核，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子。3．中子的發(fā)現(xiàn)1932年，英國實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家查德威克利用α粒子轟擊鈹時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一種穿透能力極強(qiáng)的射線，對(duì)射線進(jìn)行進(jìn)一步的研究，發(fā)現(xiàn)它的質(zhì)量與質(zhì)子相同，不帶電，把它稱為中子。這說明原子核中還有中子。4．原子核的組成（1）原子核是由質(zhì)子和中子組成的，質(zhì)子帶一個(gè)單位的正電荷，中子不帶電，質(zhì)子與中子的質(zhì)量幾乎相等，都等于一個(gè)質(zhì)量單位。質(zhì)子與中子統(tǒng)稱核子。（2）核子、原子核的符號(hào)三、天然放射現(xiàn)象1．學(xué)生閱讀教材并思考問題（1）什么是天然放射現(xiàn)象？“天然”兩字是什么意思？（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）什么是放射線？有幾種放射線？每種放射線是由什么組成的？（4）什么是放射性元素的衰變？有幾種衰變？這幾種衰變之間有什么關(guān)系？2．交流評(píng)價(jià)──歸納小結(jié)組織學(xué)生對(duì)上述問題進(jìn)行討論，得出結(jié)論：（1）物質(zhì)自發(fā)地輻射出射線的現(xiàn)象叫做天然放射現(xiàn)象?！疤烊弧眱勺值囊馑际?，這種輻射是自發(fā)進(jìn)行的，不需要外界刺激。（2）物質(zhì)能放出射線的性質(zhì)叫放射性，具有放射性的元素稱為放射線元素。元素周期表中，原子序數(shù)大于83的所有元素都具有放射性，原子序數(shù)小于或等于83的一些元素也具有放射性。（3）有三種放射線，分別是α射線（帶正電，由氦核組成，電離能力最強(qiáng)）、β射線（帶負(fù)電，由電子組成）、γ射線（不帶電，是高頻電磁波，由光子組成，穿透能力最強(qiáng)）。四、放射性元素的衰變1.教師講解：