高三《原子核》教学案(一).docVIP

第二十二章《原子核 》 课题一 原子核式结构 原子核 制订人 殷裕华 【教学目标】1、了解关于原子结构认识的简单历程 2、了解α粒子散射实验，理解卢瑟福关于原子核式结构模型提出的依据 3、知道原子核的基本组成 【教学重点】通过α粒子散射实验分析卢瑟福关于原子核式结构模型的提出 【教学难点】理解关于微观空间物理规律的探索方法 【授课时数】2课时 【教学过程】 ［预习导读］ 1．这一章，包括原子结构、原子核的组成和原子能等内容。原子是微小的，无法直接观察它的内部结构，实验中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。在这一章中重点讲述了人类是在哪些实验基础上认识原子结构和原子核组成的。怎样在实验与理论的相互推动下，使认识不断发展不断深入的。 这一章的特点是内容较抽象，缺少实验演示，定性说明多。同学们学习本章时要发挥想象力，要重视概念和理论的实验基础，以及理论的产生过程。要掌握有关的计算问题，学习科学家的思维过程。 2．19世纪末以前，人们认为原子是不可再分的。 公元前5世纪，希腊哲学家提出物质是由不可分的微粒（原子）组成的。不过没有实验根据。一百多前，人们从化学实验中知道，物质由分子组成，分子由原子组成。因在化学反应中原子的种类和数目不变，使人们认为原子是组成物质的最小微粒，是不能再分的。 3．电子的发现。 （1）介绍阴极射线：在封闭的玻璃管内有两个电极，抽出管内的空气（压强在10-2mmHg以下）。当两极间加高压时，从阴极发出一种射线叫阴极射线，它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光。在19世纪70年代已有人提出它是带负电的粒子流，但实验证据不足。 （2）1897年英国科学家汤姆生利用阴极射线在电场中和磁场中的偏转的实验证明了阴极射线是带负的的粒子流。 （3）1897年汤姆生进一步测定了阴极射线粒子的荷质比e/m，发现不同物质组成的阴极发出的射线都有相同的e/m值。表明这种带电粒子是一切不同元素的原子的共同组成部分，称它为电子。 汤姆生测得电子的荷质比e/m约是氢离子荷质比的二千倍，又测得二者电量基本相同，由此可知电子的质量约是氢离子质量的二千分之一，电子比原子的质量小得多。 电子的发现证明了原子是可分的。后来发现光电效应等都从物质原子中击出了电子。 【知识要点】 1．复习引入 关于原子的结构，化学教材已经介绍得很到位了。但在本章，我们还是希望从物理的去认识它的相关观点和规律。 在分子动理论中，我们已经知道了分子的线度，它小到了人们几乎不能用直接的方法去探测它。所以，探索微观世界的规律就是要立足于援用间接的途径。在本章中，观点和规律的得出，都必须在事实依据的基础上加上比宏观空间更多的理性推导，同学们要有一定的思想准备。 一、原子结构的认识 1．汤姆逊的原子结构模型 契机：阴极射线研究→电子发现 观点：正、负物质相互镶嵌。认为原子内正电荷均匀分布在其中，电子只是在振动，原子里是“实”的 缺陷：无法解释原子的单位化问题 【疑难辩析】 2．α粒子的散射实验。 （1）1909-1911年英国物理学家卢瑟福等做了用α粒子轰击薄金箔的实验。 （2）α粒子散射实验装置各部分的名称和作用。 α粒子：带 电，电量是电子电量的 倍，质量约是氢原子的 倍，约是电子质量的7000倍。从放射性元素中放射出来的α粒子动能很大，射出速度达107米/秒，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。 放射源：钋放在带小孔的铅盒中，能放射α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）。 显微镜：能够围绕金箔在水平面内转动。 荧光屏：玻璃片上涂有荧光物质硫化锌，装在显微镜上。 （3）实验过程： ①、α粒子从铅盒小孔射出，形成很细的束射线，射到荧光屏上产生闪光，通过显微镜观察。 ②、放上金箔F，观察α粒子穿过金箔打到荧光屏上发出的闪光。 ③、转动显微镜和荧光屏，在不同偏转角θ处观察，可看到α粒子的散射现象。 （4）介绍实验结果 绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了较大的偏转。 散射的α粒子的数目随着θ角的增大而很快地减少。有极少数α粒子的偏转角θ超过了900，有的甚至几乎达到1800，象是被金箔弹回来。 （5）汤姆生原子模型不能解释α粒子的散射实验结果中的大角度散射现象，因而被否定。 （6）为了解释α粒子的散射实验结果，卢瑟福在1911年提出了原子的核式结构学说： 在原子的中心有一个很的核，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旋转 根据实验数据计算可知原子的直径约为10－10m，原子核直径约为10－14m