高中物理：《原子的核式结构模型》导学案人教版选修3.doc

《原子的核式结构模型》导学案学习目标（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：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：对卢瑟福粒子散射实验装置、实验结果的理解。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：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：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：根据这些推测来设计一种原子模型（学生讨论发言）汤姆孙的原子模型自主学习（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”：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粒子？为何选用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/sα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？（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：钋放在带小孔的铅盒中能放射粒子。金箔：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：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：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（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？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：（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？（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：1、在α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α粒子散射实验的装置必须置于真空中吗？点评：教师进行科学研究方法教育：模型法实验现象→分析推理→构造模型针对训练：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