第2课 原子的核式结构模型(备课堂)-【上好课】2020-2021学年高二物理同步备课系列(人教版选修3-5)
第2课 原子的核式结构模型
备课堂
教学目标:
(一)知识与技能
1.了解原子结构模型建立的历史过程及各种模型建立的依据;
2.知道
α
粒子散射实验的实验方法和实验现象,及原子核式结构模型的主要内容;
3.知道原子的组成、原子和原子核大小的数量级。
(二)过程与方法
1.通过对
α
粒子散射实验结果的讨论与交流,培养学生对现象的分析中归纳中得出结
论的逻辑推理能力;
2.通过核式结构模型的建立,体会建立模型研究物理问题的方法,理解物理模型的演化
及其在物理学发展过程中的作用;
3.了解研究微观现象的方法。
(三)情感态度与价值观
1.通过对原子模型演变的历史的学习,感受科学家们细致、敏锐的科学态度和不畏权
威、尊重事实、尊重科学的科学精神;
2.通过对原子结构的认识的不断深入,使学生认识到人类对微观世界的认识是不断扩大
和加深的,领悟和感受科学研究方法的正确使用对科学发展的重要意义。
重点:
1.引导学生小组自主思考讨论:对
α
粒子散射实验的结果分析,从而否定”枣糕模
型”,得出原子的核式结构;
2.在教学中渗透和让学生体会物理学研究方法:模型方法,和微观粒子的碰撞方法。
难点:
引导学生小组自主思考讨论:对 ɑ粒子散射实验的结果分析,从而否定“枣糕模
型”,得出原子的核式结构模型。
教学方法:
教师启发、引导,学生讨论、交流。
教学用具:
投影片,多媒体辅助教学设备
讲法速递
(一)引入新课:
讲述:汤姆孙发现电子,根据原子呈电中性,提出了原子的“枣糕模型”。
用动画展示原子“枣糕模型”。
板书:第 2节 原子的核式结构模型
(二)进行新课:
1.
α
粒子散射实验原理、装置
(1)
α
粒子散射实验原理:
汤姆孙提出的“枣糕模型”是否对呢?
原子的结构非常紧密,用一般的方法是无法探测它的内部结构的,要认识原子的结
构,需要用高速粒子对它进行轰击。而
α
粒子具有足够的能量,可以接近原子中心。它还
可以使荧光屏物质发光。如果
α
粒子与其他粒子发生相互作用,改变了运动方向,荧光屏
就能够显示出它的方向变化。研究高速的
α
粒子穿过原子的散射情况,是研究原子结构的
有效手段。
让学生体会
α
粒子散射实验中用到科学方法;渗透科学精神(勇于攀登科学高峰,不
怕苦、不怕累的精神)的教育。
教师指出:研究原子内部结构要用到的方法:微观粒子碰撞方法。
(2)
α
粒子散射实验装置
α
粒子散射实验的装置,主要由放射源、金箔、荧光屏、望远镜和转动圆盘几部分组
成。
α
粒子散射实验在课堂上无法直接演示,可以借助多媒体系统,利用动画向学生模拟
实验的装置、过程和现象,使学生获得直观的切身体验,留下深刻的印象。重点指出,荧
光屏和望远镜能够围绕金箔在一个圆周上运动,从而可以观察到穿透金箔后偏转角度不同
的
α
粒子。并且要让学生了解,这种观察是非常艰苦细致的工作,所用的时间也是相当长
的。
动画展示
α
粒子散射实验装置动画展示实验中,通过显微镜观察到的现象
(3)实验的观察结果
入射的
α
粒子分为三部分。大部分沿原来的方向前进,少数发生了较大偏转,极少数
发生大角度偏转。
提问学生,师生共同用科学语言表述实验结果。
2.原子的核式结构的提出
(1)投影出三个问题让学生先自己思考,然后以小组讨论。其中第 1、2个问题学生
基本上能讨论出,第三个问题,通过师生共同分析,然后让学生小组讨论,进行逻辑推理
得出原子的结构。
三个问题是:用汤姆孙的“枣糕模型”能否解释
α
粒子大角度散射?请同学们根据以
下三方面去考虑:
(1)
α
粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞后造成的?
(2)按照“枣糕模型”,
α
粒子在原子附近或穿越原子内部后有没有可能发生大角
度偏转?
(3)你认为原子中的正电荷应如何分布,才有可能造成
α
粒子的大角度偏转?为什
么?
学生小组讨论、小组间互相提问,解答。
(2)教师小结:
对于问题 1、2:
按照“枣糕模型”,①碰撞前后,质量大的
α
粒子速度几乎不变。只可能是电子的速
度发生大的改变,因此不可能出现反弹的现象,即使是非对心碰撞,也不会有大角散射。
②对于
α
粒子在原子附近时由于原子呈中性,与 ɑ粒子之间没有或很小的库仑力的作
用,正电荷在原子内部均匀的分布,
α
粒子穿过原子时,由于原子两侧正电荷将对它的斥
力有相当大一部分互相抵消,使
α
粒子偏转的力不会很大,所以
α
粒子大角度散射说明
“枣糕模型”不符合原子结构的实际情况。
师生互动,学生小组讨论,学生分析推理得到卢瑟福的原子结构模型。
对于问题 3:
先通过课件师生分析,然后小组讨论,推理分析得到卢瑟福的原子结构模型。教师起
引导和组织作用。
教师小结:实验中发现极少数ɑ粒子发生了大角度偏转,甚至反弹回来,表明这些 ɑ
粒子在原子中某个地方受到了质量、电量均比它本身大得多的物体的作用,可见原子中的
正电荷、质量应都集中在一个中心上。
① 绝大多数
α
粒子不偏移→原子内部绝大部分是“空”的。
② 少数
α
粒子发生较大偏转→原子内部有“核”存在。
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