高中物理：《原子的核式结构模型》导学案人教版选修3

原子的核式结构模型原子的核式结构模型 导学案导学案 学习目标学习目标 1 知道卢瑟福 粒子散射实验 2 知道原子的核式结构模型 3 理解卢瑟福的原子核式结构学说对 粒子散射实验的解释 重点重点 卢瑟福 粒子散射实验的结果及卢瑟福的原子核式结构学说的主要论点 难点 难点 对卢瑟福 粒子散射实验装置 实验结果的理解 方法 方法 通过分析卢瑟福 粒子散射实验的结果 感受物理学的研究方法 提出假设 建 立物理模型 实验验证等方法 知识回顾 知识回顾 1 阴极射线是什么 2 电子是谁发现的 它的电量和质量分别为多少 引入新课引入新课 电子的发现使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒 原子本身也具有结构 通常 情况下 物质是不带电的 因此 原子应该是电中性的 既然电子是带负电的 质量又很 小 那么原子中一定还有带正电的部分 它具有大部分的原子质量 那么原子中带正电的 部分以及带负电的电子可能是如何分布的 学生活动学生活动 根据这些推测来设计一种原子模型 学生讨论发言 一 一 汤姆孙的原子模型汤姆孙的原子模型 1 自主学习 3 分钟 带着猜想 阅读第一自然段 完成刚才的问题 2 汤姆孙的 西瓜模型 二 二 粒子散射实验粒子散射实验 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 瑟福想用实验的方法来加以论证 由于原子是微小的 无法直接观察它的内部结构 卢瑟 福发现研究原子的有效办法是利用高能粒子去碰撞原子 引起某些可能观察到的现象 从 分析这些现象的过程中逐步探索认识原子的内部结构和规律 在这样的思想方法的指导下 1909 1911 年卢瑟福和他的助手盖革 学生马斯登等做了用 粒子轰击金箔的实验 也就 是著名的 粒子散射实验 1 自主学习 阅读 粒子散射实验 完成下列问题 5 分钟 1 什么是 什么是 粒子 为何选用粒子 为何选用 粒子来做实验 粒子来做实验 学生回答 教师点评 粒子 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 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 所以用 粒子的散射现象研究原子的结 构 2 实验装置中用到哪些器材 有何作用 实验装置中用到哪些器材 有何作用 教师介绍 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 器材展示 放射源 放射源 钋放在带小孔的铅盒中 能放射 粒子 金金 箔箔 被轰击的对象 厚度极小 可至 1 微米 虽然很薄但仍有几千层原子 显微镜 显微镜 能够围绕金箔在水平面内转到不同的方向 对散射的 粒子进行观察 荧光屏荧光屏 玻璃片上涂有荧光物质硫化锌 装在显微镜上 可以记录在某一时间内某一 方向散射的 粒子数 3 描述实验过程 描述实验过程 教师介绍 实验过程 1 钋放出的 粒子从铅盒小孔射出 形成很细的一束射线 打到金箔上 2 粒子穿过金箔打到荧光屏上有微弱的闪光产生 3 转动显微镜在水平面内的不同方向 对散射的 粒子进行观察 4 观察到的实验现象如何 观察到的实验现象如何 动画视频演示 粒子散射实验的实验现象 学生总结看到的现象 教师加以点评 1 绝大多数的 粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进 2 少数粒子发生了较大的偏转 3 极少数粒子 约有 1 8000 的偏转角 超过 90 甚至有个别粒子 约占总数 的 1 20000 被反弹回来 5 实验现象分析 实验现象分析 1 按照汤姆孙的原子模型 正电荷均匀分布在整个原子球体内 请分析 粒子穿 过金箔 受到电荷的作用力后 沿哪些方向前进的可能性较大 最不可能沿哪些方向前进 2 粒子大多数沿原来的方向前进的原因是什么 发生大角度散射现象的原因是什 么 学生讨论 教师多媒体演示比较两种实验现象 再加以归纳总结 6 实验结论是什么 实验结论是什么 在实验现象分析的基础上学生讨论总结 教师加以点评 原子的核式结构模型 多媒体展示其模型 在原子的中心有一个很小的核 叫做原子核 原子的全部正电荷和几乎全部质量都集 中在原子核里 带负电的电子在核外空间里绕着核高速旋转 这就是卢瑟福在 1911 年提出 的原子的核式结构学说 思考 思考 1 在 粒子散射实验中 为什么不用铁板 纸张 铅箔 而是用 金箔 呢 实验 中利用了金箔的哪些特性 金的延展性好 核电荷量大 核质量大 粒子散射实验的装置必须置于真空中吗 点评 点评 教师进行科学研究方法教育 模型法模型法 实验现实验现象象 分析推理分析推理 构造模型构造模型 针对训练 针对训练 1 提出原子核式结构模型的科学家是 A 汤姆生 B 玻尔 C 卢瑟福 D 查德威克 2 在用 粒子轰击金箔的 粒子散射实验现象中 以下说法正确的是 A 粒子全部穿过或发生很小的偏转 B 粒子绝大多数穿过 只有少数发生较大偏转 甚至极少数发生大角度偏转甚至 被弹回 C 绝大多数发生很大的偏转 甚至被弹回 只有少数穿过 D 全部发生很大的偏转 下面来看一下对 粒子散射实验的应用 三 原子核的电荷与尺度原子核的电荷与尺度 自主学习 阅读 原子核的电荷与尺度 完成下表 5 分钟 1 原子是由 与 组成 Z 是 也是 它表示 Z 是没 有单位的 或者说 Z 的单位是 1 2 原子核是由 和 组成 3 电荷数 4 原子核大小的估计 粒子散射的实验的数据 可以估计原子核的半径约为 m 不同元素原子核 的半径略有不同 原子半径约为 m 原子核半径只相当于原子半径的十万分之一 学生订正答案 针对训练 针对训练 3 关于卢瑟福原子核式结构理论 以下说法中正确的是 A 原子的中心有一个很小的核 核内只是由带正电的质子组成 B 原子的正电荷均匀分布在整个原子中 C 原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里 D