原子的核式结构模型 教案
玛丽莲梦兔
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2021年01月29日 00:43
最佳经验
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二、
原子的核式结构模型
教学目标
1
、知道
α
粒子散射实验及其现象，了解卢瑟福原子核式结构模型，以及提出此模型的
实验依据
2
、认识实验对理论发展的总要作用
3
、知道物理模型建立的意义及其局限性，培养学生抽象思维能力和想象力
重点难点
重点：
α
粒子散射实验和原子核式结构理论
难点：渗透和让学生体会物理学研究方法
设计思想
α
粒子散射实验是一个很重要的实验，
体现了研究微观世界的一种科学的方法，
也是锻
炼学生分析问题、
解决问题的知识点。
对卢瑟福如何分析
α
粒子散射实验，< br>否定汤姆孙原子
模型，
提出原子核式结构模型的了解，
有利于学生学习人类研究 微观世界的科学方法，
提高
分析解决问题的能力。
因此本节的设计强调核式结构模型建 立的依据而非结论，
重点在于暴
露模型建立的思路和研究的方法。对物理学史的教育要贯穿在整 个教学过程当中。
教学资源
多媒体课件
教学设计
【课堂引入】
讲述：汤姆生发现电子，根据原子呈电中性，提出了原子的枣糕
模型。
学生活动：师生共同得出汤姆生的原子枣糕模型。
点评：用图片或动画展示原子枣糕模型。。
【课堂学习】
学习活动一：
α
粒子散射实验
问题一：为什么用
α
粒子的散射现象可以研究原子的结构？
原子的 结构非常紧密，用一般的方法是无法探测它的内部结构的，要认识原子的结构，
需要用高速粒子对它进行 轰击。
而
α
粒子具有足够的能量，
可以接近原子中心。
它还可以使< br>荧光屏物质发光。
如果
α
粒子与其他粒子发生相互作用，
改变了运动方 向，
荧光屏就能够显
示出它的方向变化。研究高速的
α
粒子穿过原子的散射情 况，是研究原子结构的有效手段。
学生：
体会
α
粒子散射实验中用 到科学方法；
渗透科学精神（勇于攀登科学高峰，
不怕
苦、不怕累的精神）的教育。< br>
问题二：
α
粒子散射是怎么做的
α
粒子散射实验 的装置，
主要由放射源、金箔、荧光
屏、望远镜和转动圆盘几部分组成。
动画展示
粒子散射实验装置动画展示实验中，通过显微镜观察到的现象。
通过多媒体重点指出，
荧光屏和望远镜能够围绕金箔在一个圆周上运动，
从而可以观察
到穿透金箔后偏转角度不同的
粒子。并且要让学生了解，这种观察是非常艰苦细致的 工
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作，所用的时间也是相当长的。
问题三：
α
粒子散射的实验结果是什么？
绝大多数
α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进或只发
生很小的偏转，
但有些
α
粒子 发生了较大的偏转，
大约
1/8000
的
α
粒子偏转角超过
90
o
，个别的甚至接近
180
o
，就像被弹回
来了一样。
学习活动二：
原子的核式结构模型
请同学们根据考虑：
问题一：
α
粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞后造成的？
碰撞前后，
质量大的
α
粒子速度几乎不变。
只可能是电子的速度发生大的改 变，
因此不
可能出现反弹的现象，即使是非对心碰撞，也不会有大角散射。
问题二：
按照枣糕模型，
α
粒子在原子附近或穿越原子内部后有没有可能发生大角度偏
转？
对于
α
粒子在原子附近时由于原子呈中性，与ɑ粒子之间没有 或很小的库仑力的作用，
正电荷在原子内部均匀的分布，
α
粒子穿过原子时，
由于原子两侧正电荷将对它的斥力有相
当大一部分互相抵消，
使
α
粒子偏转的 力不会很大，
所以
α
粒子大角度散射说明枣糕模型不
符合原子结构的实际情况 。
问题三：
你认为原子中的正电荷应如何分布，
才有可能造成ɑ 粒子的大角度偏转？为什
么？
先通过课件师生分析，
然后小组讨论，
推理分析得到卢瑟福的原子结构模型。
教师起引
导和组织作用。
教师小结：
实验中发现极少数ɑ粒子发生了大角度偏转，
甚至反弹回来，
表明这些ɑ 粒子
在原子中某个地方受到了质量、
电量均比它本身大得多的物体的作用，
可见原子中 的正电荷、
质量应都集中在一个中心上。
①绝大多数
粒子不偏移→原子内部绝大部分是“空”的。
②少数
粒子发生较大偏转→原子内部有“核”存在。
③极少数
粒子被弹回
表明：作用力很大；质量很大；电量集中。
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）
（通过汤姆生的原子结构模 型到卢瑟福的原子的核式结构模型的建立，
既渗透科学探究
的因素教学，
又进行了模型 法的教学，
并将卢瑟福的原子的核式结构模型与行星结构相类比，
指出大自然的和谐统一的美，
渗透哲学教育。
通过学生对这三个问题的讨论与交流，
顺理成
章地否定了枣糕 模型，并开始建立新的模型。
希望这一部分由学生自己完成，教师总结，总
结时，突出汤姆生原 子模型与
粒子散射实验之间的矛盾，可以将
粒子分别穿过枣糕模
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型和核式结构模型的不同现象用动画模拟，形成强烈的对比，突破难点）
联想在以前的学习中有哪些进行了模型法的教学，
在哪些方面的研究中可以应用模型法
来研究。
得到卢瑟福的原子的核式结构模型后再展示立体动画
粒子散射模 型，使学生有更清
晰的直观形象、生动的认识。
【例】
如图为卢 瑟福所做的
α
粒子散射实验装置的示意图，
荧光屏和显微镜一起分别
放在图中 的
A
、
B
、
C
、
D
四个位置时，下述说法 中正确的是
(
)
A
．相同时间内在
A
时观察到屏上的
闪光次数最多
B
．相同时间内在
B
时观察到屏上的闪光次 数比放在
A
时稍少些
C
．放在
D
位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少
D
．放在
C
、
D
位置时屏上观察不到闪光
学习活动三：原子的组成与原子核的大小
原子的中间有一个很小的核，
它集 中了所有的正电荷
和几乎所有的质量，
核外的电子绕核做圆周运动。
原子的
半 径在
10
-10
m
左右，原子核的大小在
10
-15
～
10
-14
m
左
右．
原子核的半径只有原子半径的万分 之一，
体积只相当
于原子体积的万亿分之一。
相当于一个体育馆里的一个小
石 子。
学习活动四：
原子的核式结构模型与经典理论的矛盾
学生先自学，然后讨论归纳：
矛盾
1
：绕核运转的电子会辐射电磁 波，能量逐渐减小，最终电子落入核中，原子将不
复存在。
矛盾
2
：
电子绕核运动辐射的电磁波是连续分布的，
但在实验室中观察到的现象并非如
此。< br>
教师指出：
矛盾的出现预示着新的理论的形成，
也只有新的理论可 以解决矛盾。
科学就
是这样螺旋式前进的。
随堂练习：
1
、
(2013·福建高考
)
在卢瑟福
α
粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，
下列各图画出的是其中两个
α
粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是
(
)
答案：
C
2
、
在卢瑟福
α
粒子散射实 验中，只有少数
α
粒子发生了大角度偏转，其原因是
(
)
A
．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小
的核里
B
．正电荷在原子内是均匀分布的
C
．原子中存在着带负电的电子
D
．原子的质量在原子核内是均匀分布的
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