原子核式结构模型 教学设计 高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册.docxVIP

教学设计

课程基本信息

课题

原子的核式结构模型

教学目标

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。[来源:学.

2．知道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.通过对原子模型演变历史的学习，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。

教学内容

教学重点：

1．引导学生小组自主思考讨论：会预设枣糕模型会出现的轨迹，再由粒子散射实验的结果发现矛盾，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，渗透物理学方法：模型法

教学难点：

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

教学过程

一．引入新课

知识复习——电子的发现

简单复习上节课的内容：

自从1808年道尔顿提出原子学说，人们都认为原子是组成物质的最小微粒，是不能再分的。

直到1897年，汤姆孙发现了电子（板书）提出了原子是可分割的。电子的发现是人类对物质结构认识上的一次巨大飞跃，是近代物理三大发现之一（X射线放射性电子）。汤姆孙也由此荣获了诺贝尔物理奖，被称为“电子之父”。

二．新课学习

（一）粒子散射实验

1.提出问题

电子发现的同时也诞生一个新的问题：通常情况下物质是不带电的，也就是原子是电中性的，而电子带负电且质量很小，可见原子内部还有带正电的部分且具有大部分原子的质量，这些带正电的部分和带负电的电子是如何分布的呢？

这就是我们本节课要学习的内容

2，猜想建模（西瓜模型）

咱们物理学研究中有常用的方法叫模型法。发现电子后，关于原子中正负电荷的分布问题，科学家们提出了许多原子模型，最有影响的模型之一是：汤姆孙提出的一种模型

汤姆孙认为，原子是球体，带正电的物质均匀地分布于球体内，带负电的电子一颗一颗地镶嵌在球内各处的一个个同心环上。

这个模型和我们生活很多物体都很相似。比如梅子布丁、枣糕、西瓜。汤姆孙原子模型因此又被形象的称为梅子布丁模型、枣糕模型、“西瓜模型”。

因为西瓜模型很符合人们的日常认识，又解释了原子为什么是电中性的，电子在原子里是怎样分布的，还解释了原子为什么发光等等。

一切看似都很完美，1903年出现一个小插曲。勒纳德做了一个实验，使电子束射到金属膜上，发现速度较高的电子很容易穿透原子。由此人们想到：难道原子不是一个实心球体吗？

3.实验验证（粒子散射实验）

西瓜模型到底对不对呢？我说了不算，你说也不算，科学仅仅有猜想是不够的，还需要实验验证。汤姆孙的原子模型提出后，他的学生卢瑟福就想用实验的方法来验证。可是如同这个西瓜，你想知道它内部的结构，怎么办？

切开！对，可是由于原子的结构非常紧密，一般的方法无法打开它。卢瑟福想到有效的方法：利用高能粒子去轰击原子。

为什么选择粒子？从质量和速度分析

带正电，电量是电子电量的2倍，质量约是氢原子的4倍，约是电子质量的7300倍。从放射性元素中放射出来的?粒子动能很大，射出速度达107m/s，不折不扣的高能粒子。α粒子打到荧光屏上能产生一个闪烁的亮点，可用显微镜观察。

所以1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的学生进行了用?粒子轰击金箔的实验，即?粒子散射实验。

（2）粒子散射实验原理：

?粒子打在金箔上，由于金原子里的带电体会产生库仑力，一些?粒子的运动方向会发生改变，就是?粒子的散射现象。统计散射到各个方向的?粒子所占的比例，就可以推知原子中电荷的分布情况。

（3）粒子散射实验装置

图片展示：?粒子散射实验装置图。

放射源：放射物质放在带小孔的铅盒中，能放射?粒子。

金箔：厚度极小，可至1微米（虽然很薄但仍有几千层原子）。

荧光屏：玻璃片上涂有荧光物质硫化锌，装在显微镜上。α粒子打到荧光屏上能产生一个闪烁的亮点，可用显微镜观察。

显微镜：能够围绕金箔在水平面内转动，在不同偏转角观察，可看到α粒子的散射现象。

3.实验预想

投影出三个问题让学生先自己思考，师生共同分析，然后让学生小组讨论

预想：如果原子结构是汤姆孙的“西瓜模型”，α粒子穿过“西瓜模型”原子的轨迹是怎样的呢？

1.α粒子射入金箔是难免跟电子碰撞，电子的碰撞可能使粒子出现大角度散射吗？

2．按照西瓜模型，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？沿哪个方向前进的可能性较大？

学生回答：

1．粒子跟电子碰撞过程中，粒子质量是电子质量的7300倍，电子对粒子在速度大小和方向上的影响就像灰尘对枪