1　原子核的组成教学目标设计

19.1 原子核的组成教学设计

教师

课题

史晨龙

科目

物理

上课时间

2018.5.30 原子核的组成

1．了解天然放射现象及其规律。

知识与能力

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。

1．通过观察，思考，讨论，初步学会探究的方法。

过程与方法

2．通过对知识的理解，培养自学和归纳能力。

1．树立正确的，严谨的科学研究态度。

情感态度

2．树立辨证唯物主义的科学观和世界观。

与价值观

教学目标

教

学

教学重点：天然放射现象及其规律，原子核的组成。

重难点

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。

教学教师指导与学生活动

程序

（一）引入新课

教师：本节课我们来学习新的一章：原子核。本章主要介绍了核物理的一些初步知识，核物理研究的是原子核的组成及其变化规律，是微观世界的现象。让我们走进微观世界，一起探索其中的奥秘！

我们知道医院会有放射科，在放射科的许多仪器上，比如图中做胸透的仪器上都有这样黄底黑色的放射性标志，人们认识原子核的结构就是从天然放射现象开始的。

那么什么是天然放射现象呢?这要从1896年说起。

1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，把铀盐放近被不透光的纸包封着的照

相底片时，照相底片被曝光了。照相底片应该在受到光照的时候才会被曝光，而被封着的底片应该是不会被可见光穿透的，既然底片被曝光了，说明应该是有类似于光的东西穿透了纸质封装照射到了底片上，这种类似于光的，肉眼无法分辨的东西就是射线。

进一步研究发现，各种铀的化合物和铀单质都能使照相底片感光，这说明能够发出看不见的射线的就是铀元素。

教学程序

（二）进行新课

1．天然放射现象

教师指导与学生活动

（1）物质发射射线的性质称为放射性(radioactivity)；元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象；具有放射性的元素称为放射性元素。

后来，居里和居里夫人在贝克勒尔的建议下，对铀和铀的各种矿石进行了深入研究，又发现了发射性更强的新元素。其中一种，为了纪念她的祖国波兰而命名为钋（Po），另一种命名为镭（Ra），即图中的三种物质。同时这也说明：

（2）放射性不是少数几种元素才有的。研究发现，原子序数大于或等于83的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性（镧系中的61号元素钷）。放射性元素在元素周期表中元素符号为红色。

思考与练习：判断正误。

2．射线到底是什么

那这些射线到底是什么呢？这就激发着人们去寻求答案：把放射源放入由铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。在射线经过的空间施加磁场，发现射线如图所示：

思考与讨论：

①你观察到了什么现象？为什么会有这样的现象？

②如果射线，射线都是带电粒子流的话，根据图判断，他们分别带什么电荷。

③如果不用磁场判断，还可以用什么方法判断三种射线的带电性质？

学生讨论，回答问题以及实验方案。

①

射线分成三束，射线在磁场中发生偏转，是受到力的作用。这个力是洛伦兹力，说明其中的两束射线是带电粒子。这三束射线分别命名为射线、射线、γ射线。

②根据左手定则，可以判断射线是正电荷，射线是负电荷。

③带电粒子在电场中要受电场力作用，可以加一偏转电场，

也能判断三种射线的带电性质，如图

点评：给出实验现象，设置问题情境，引导学生自己得出结论，培养学生的观察，分析，探究的能力。培养学生合作式学习的能力，用多种方案解决一个问

题有利于培养学生的扩散性思维。

在磁场的帮助下我们知悉了这三种射线的带电性质，那么这些射线还有哪些

性质呢？请同学们阅读课文后总结并填写表格。

点评：培养学生自学，总结的能力。

教师帮助小结

①实验发现：元素具有放射性是由原子核本身的因素决定的，跟原子所处的物理或化学状态无关。不管该元素是以单质的形式存在，还是和其他元素形成化合物，或者对它施加压力，或者升高它的温度，它都具有放射性。

②三种射线都是高速运动的粒子，能量很高，都来自于原子核内部，这也使我们认识到原子核蕴藏有巨大的核能，原子核内也有其内部结构。

思考题：利用射线在磁场与电场中的偏转，以及穿透性强弱分辨射线种类。

3．原子核的组成

学生自读学习卢瑟福发现质子的方法以及质子的实质：1919年，卢瑟福14171HeNO781H用α粒子轰击氮核，得到了质子（p）。核反应方程：

42经过研究证明，质子带正电荷，其电量和一个电子的电量相同，它的质量等于一个电子质量的1836倍。进一步研究表明，质子的性质和氢原子核的性质完全相同，所以质子就是氢原子。

质子质量mp=1.6726231 ×10-27kg 同样的方法，从氟、钠、铝的原子核中打出了质子。这充分说明：质子是原子核的组成部分。那么，原子核是否只是由质子组成的呢？

如果原子核中只有质子，那么原子核的质量与电荷量之比应等于质子的质量与电荷量之比，但实际却是，绝大多数情况是前者的比值大些。卢瑟福猜想核内还有不带电的中子。这一猜想被他的学生查德威克用实验证实，并得到公认。

介绍查德威克发现中子（n）的过程，以及中子的性质。中子质量mn1.67492861027kg

比较中子和质子质量发现，两者质量相差很小，中子质量略大于质子。两者统称为核子，组成原子核。

点评：加强学生对书本知识的理解能力，以及语言概括能力。

小结：

原子核的电荷数=质子数=核外电子数=原子序数

原子核的质量数=核子数=质子数+中子数

拓展：在核反应中，一个中子可能变成一个电子和一个质子。这就是原子核

内没有电子，又会放出电子，产生β射线的原因。

4.原子核的表示

符号ZAX表示原子核，X：元素符号；A：核的质量数；Z：核电荷数

给出思考与讨论题：

一种铀原子核的质量数是235，问：它的核子数，质子数和中子数分别是多少？

学生回答：核子数是235，质子数是92，中子数是143。

点评：学生回答调动他们学习的积极性。

5．同位素(isotope) （1）定义：具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。

（2）性质：原子核的质子数决定了核外电子数目，也决定了电子在核外的分布情况，进而决定了这种元素的化学性质，因而同种元素的同位素具有相同的化学性质。

氢有三种同位素：氕（通常所说的氢），氘（也叫重氢），氚（也叫超重氢），123符号分别是：1H,1H,1H。

思考题：氢元素的三种同位素的比较；氦3的表示；质子和中子的比较。

14碳有两种同位素，符号分别是12C,66C。

（三）课堂小结

1．天然放射现象及其规律。

2．三种射线的性质。

3．原子核的组成。

（四）作业：

问题与练习3、5、6题。

教学体会

这节课由天然放射现象开始，揭示了原子核是可分的。展示物理学发展史上的有关事实，是对学生进行辨证唯物主义思想教育的好素材。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。核物理研究的是原子核的组成及其变换规律，是微观世界的现象，不想宏观世界那样看得见，摸得着，研究起来也就更困难。通过本节的学习，要使学生能对核物理的相关实验基础和研究问题的思路，方法有所体会，了解人类是怎样认识微观世界的。