《1原子核的组成》教学设计(广东省县级优课)-物理教案

19．1原子核的组成【教学目标】（一）知识与技能1．了解天然放射现象及其规律。2．知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。3．知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念。（二）过程与方法1．通过观察，思考，讨论，初步学会探究的方法。2．通过对知识的理解，培养自学和归纳能力。（三）情感、态度与价值观1．树立正确的，严谨的科学研究态度。2．树立辨证唯物主义的科学观和世界观。【教学重点】天然放射现象及其规律，原子核的组成。【教学难点】知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。【教学方法】教师启发、引导，学生讨论、交流。【课时安排】1课时 【预习导学】（一）天然放射现象1．1896年，法国物理学家________发现，铀和含铀矿物都能发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底版感光．物质发射射线的性质称为_______，具有放射性的元素称___________．2．玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种放射性更强的新元素，命名为___、___．3．放射性元素自发地发出射线的现象叫____________，原子序数大于或等于___的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于83的元素，___________放出射线．（二）射线到底是什么1．α射线实际上就是_________，速度可达到光速的1/10，其_____能力强，穿透能力较差，在空气中只能前进几厘米，用_________就能把它挡住．2．β射线是高速_______，它速度很大，可达光速的99%，它的_____能力较弱，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的_____．3．γ射线呈电中性，是能量很高的______，波长很短，在10－10m以下，它的_____作用更小，但穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的_____和几十厘米厚的混凝土．（三）原子核的组成1．质子的发现：卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了_____，用____表示，质子的实质是氢原子核．2．中子的发现：卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了____的存在，用____表示．3．原子核的组成：原子核是由_____________组成，质子和中子统称为________．4．原子核的符号：eq\o\al(A,Z)X，其中X表示____________，A表示核的______，Z表示_______．5．同位素：具有相同______而______不同的原子核，在元素周期表中处于_________．它们互称为同位素．例如，氢有三种同位素，分别是氕(________)、氘(________)、氚(________)。【教学过程】学生：通过阅读课本,完成“预习导学”部分的内容教师：这节课由天然放射现象开始，揭示了原子核是可分的。放射性元素放出的三种射线只可能从原子核里放出来的，从而引起人们去探索原子核的奥妙，揭开了核物理学的第一页。【合作探究】问题1.如果使用磁场或电场来判断三种射线，请将三种射线经过磁场或电场时的径迹定性标注在图中，请注意判断射线在磁场中的偏转半径的相对大小及在电场中偏移量的相对大小。B学生：小组讨论分析，进行解答展示。教师：已知α粒子带正电，β粒子带负电，γ射线不带电，根据正、负电荷在磁场中运动受洛伦兹力方向和正、负电荷在电场中受电场力方向，可以判断α、β粒子的偏转方向。但偏转的程度需进一步判断．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，其半径r＝eq\f(mv,Bq)，将其数据代入，则α粒子与β粒子的半径之比为：eq\f(rα,rβ)＝eq\f(mα,mβ)·eq\f(vα,vβ)·eq\f(qβ,qα)＝eq\f(4,\f(1,1836))×eq\f(0.1c,0.99c)×eq\f(1,2)≈371，带电粒子垂直进入匀强电场，设初速度为v0，垂直电场线方向位移为x，沿电场线方向位移为y，则有：x＝v0t，y＝eq\f(1,2)·eq\f(qE,m)t2，消去t可得：y＝eq\f(qEx2,2mv\o\al(2,0))对某一确定的x值，α、β粒子沿电场线偏转距离之比为eq\f(yα,yβ)＝eq\f(qα,qβ)·eq\f(mβ,mα)·eq\f(v\o\al(2,β),v\o\al(2,α))＝eq\f(2,1)×eq\f(\f(1,1836),4)×eq\f(0.99c2,0.1c2)≈eq\f(1,37)由以上分析可画出以下射线径迹图像：其中甲是β射线，乙是γ射线，丙是α射线2.为什么在三种射线中α射线的电离能力最强，穿透能力最差？学生：小组讨论分析，进行解答展示。教师：在三中射线中，α粒子带正电，质量又比较大，通过气体时很容易把气体分子中的电子剥离，使气体带电。由于与物质中的微粒作用时会损失自己的能量，所以α粒子的穿透能力最差。3.一个验电器带正电，因为空气干燥，验电器金属箔的张角能维持很长的时间。现有一束α射线射向这个验电器上端的金属球，验电器金属箔的张角将会怎样变化？为什么？学生：小组讨论分析，进行解答展示。教师：由于α射线射电离本领很强，但穿透能力很弱，在空气中只能前进几厘米，所以α射线射并不会直接射到金属球上，而是使金属球周围的空气分子电离，产生大量的正负电荷，负电荷受到金属球上的正电荷吸引，飞向金属球，与球上的正电荷发生中和，所以验电器金属箔的张角会变小。4.有什么事实和理由可以说明放射性元素放出的射线来自原子核的内部？天然放射现象的发现对物质微观结构的研究有什么意义？学生：小组讨论分析，进行解答展示。教师：实验发现，如果一种元素具有放射性，那么，无论它是以单质存在，还是以化合物形式存在，都具有放射性。放射性的强度也不受温度、外界压强的影响。由于元素的化学性质决定于原子核外的电子，这就说明射线与这些电子无关，也就是说，射线来自原子核。这说明原子核内部是有结构的。5.卢瑟福的α粒子散射实验揭开了原子的神秘面纱，他又用α粒子作“子弹”轰击氮原子核发现了质子，之后他有什么理由可以认定原子核中一定还存在着另外不同种类的粒子？学生：小组讨论分析，进行解答展示。教师：如果原子核中只有质子，那么任何一种原子核的质量与电荷量之比，都应该等于质子的质量与电荷量之比。实际并不是这样，绝大多数原子核的质量与电荷量之比都大于质子的相应比值。卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着另一种粒子：它的质量与质子相同，但是不带电。他把这种粒子叫做中子。【达标检测】1.放射性元素放出的射线，在电场中分成A、B、C三束，如图所示，其中()A．C为氦核组成的粒子流B．B为比红外线波长更长的光子流C．B为比X射线波长更短的光子流D．A为高速电子组成的电子流2.（多选）将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场中，下列射线偏转情况中正确的是()3．天然放射现象说明()A．原子不是单一的基本粒子B．原子核不是单一的基本粒子C．原子内部大部分是中空的D．原子核是由带正电和带负电的基本粒子组成的4．（多选）天然放射物质的放射线包含三种成分，下面说法中正确的是()A．一张厚的黑纸可以挡住α射线，但不能挡住β射线和γ射线B．说明原子核中有质子、中子，还有α粒子、β粒子和γ粒子C．三种射线中对气体电离作用最强的是α射线D．β粒子是电子，但不是原来绕核旋转的核外电子5．据最新报道，放射性同位素钬eq\o\al(166,67)Ho，可有效治疗癌症，该同位素原子核内中子数与核外电子数之差是()A．32 B．67C．99 D．1666．最早提出原子核是由质子和中子组成的科学家是()A．贝可勒尔B．居里夫人C．卢瑟福D．查德威克7.eq\o\al(3,2)He可以作为核聚变材料，下列关于eq\o\al(3,2)He的叙述正确的是()A.eq\o\al(3,2)He和eq\o\al(3,1)H互为同位素B.eq\o\al(3,2)He原子核内中子数为2C.eq\o\al(3,2)He原子核外电子数为2D.eq\o\al(3,2)He代表原子核内有2个质子和