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/s，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α粒子散射实验的应用三、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