课题研究优质课教案设计

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原子的核式结构模型

教学目标：

（一）知识与技能1．了解原子结构模型建立的历史过程及各种模型建立的依据。2．知道粒子散射实验的实验方法和实验现象，及原子核式结构模型的主要内容。

（二）过程与方法1．通过对粒子散射实验结果的讨论与交流，培养学生对现象的分析中归纳中得出结论的逻辑推理能力。2．通过核式结构模型的建立，体会建立模型研究物理问题的方法，理解物理模型的演化及其在物理学发展过程中的作用。3．了解研究微观现象。

（三）情感、态度与价值观1．通过对原子模型演变的历史的学习，感受科学家们细致、敏锐的科学态度和不畏权威、尊重事实、尊重科学的科学精神。2．通过对原子结构的认识的不断深入，使学生认识到人类对微观世界的认识是不断扩大和加深的，领悟和感受科学研究方法的正确使用对科学发展的重要意义。

教学重点1．引导学生小组自主思考讨论粒子散射实验的结果分析，得出原子的核式结构；2．在教学中渗透和让学生体会物理学研究方法，模型方法和微观粒子的碰撞方法；

教学难点：引导学生小组自主思考ɑ粒子散射实验的结果，得出原子的核式结构

教学过程

引入新课: 1897年，汤姆生发现电子之后，人们意识到原子不再是不可分的，而是由更小的微粒组成的。电子带负电，而原子是电中性的，可见原子内部还有带正电的物质，这些带正电的物质和电子是如何构成原子的呢？

（1）汤姆生原子模型：西瓜模型、枣糕模型

（2）汤姆生原子模型的特点：原子是质量均匀分布的球体，正电荷均匀分布在整个球体内，带负电的电子对称地镶嵌在其中.

二、粒子的散射实验

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粒子的散射实验：卢瑟福（英国）

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（1）装置介绍：

放射源：粒子源置于铅盒内，只开一个小孔，使粒子只沿一个确定方向高速出来，粒子具有足够的能量，可以接近原子中心，还可以使荧光物质发光。

金箔：在放射源和荧光屏之间放入金箔，根据荧光屏上出现亮点的位置可以知道粒子穿过原子后的偏转情况。

显微镜：在荧光屏的后面，起放大作用，更容易观察

显微镜和荧光屏可以在以金箔为中心的一个圆周上运动，统计在各个不同位置相同时间内接收到的光子数就可以确定粒子穿过金原子后的偏转情况。

整个装置置于一抽成真空的容器中，是为了减小空气分子对粒子的阻碍作用。

（2）实验现象：

①.绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原方向前进；

．．．． ②少数粒子穿过金箔后发生了较大的偏转；

．．． ③极少数有的甚至几乎达到180°，象被金箔弹了回来。

粒子偏转超过了90°，．．．．．．．．．．（3）结果分析：

1.电子能否使粒子发生大角度的散射？

2.汤姆生原子模型能否使粒子发生大角度的散射？

3.1 μm厚的金箔仍包含3300多个原子层，绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原方向前进说明了什么？

4.极少数粒子的偏转角超过了90°，有的几乎达到180°，其原因是什么？

回答:①电子质量很小，对粒子的影响很小。（就象飞行的子弹碰到尘埃，运动的方向不会发生明显的变化）

②正电荷在核内均匀分布，粒子穿过时，受到的大部分的力互相抵消，因而使粒子偏转的力不会很大。所以粒子穿过金箔后的偏转最大不超过零点几度。

卢瑟福感到十分惊奇，根据汤姆生模型，原子质量均匀分布在原子内，而这样分散的质量是无法使运动得很快，具有很大动能的粒子往回散射的，除非原子几乎全部质量和正电荷都集中在原子中央的一个很小的核上。由此，卢瑟福提出了他的原子核式结构模型。

三、卢瑟福的核式结构模型：

（1）卢瑟福核式结构模型

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旋转。

（2）核式结构模型对粒子散射实验的解释：

电子对粒子的影响很小，影响粒子穿过原子时，粒子运动的主要是原子核，原子核很小，大多数粒子离核较远，受到库仑力小，运动方向改变小，极少数粒子与核十分接近，受到很大的库仑力，发生大角度偏转。

（3）对原子核大小的估计：

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原子核的半径（10-15 m），原子半径（10-10 m）。

反馈练习

1、在用α粒子轰击金箔的实验中，卢瑟福观察到的α粒子的运动情况是（B）

A、全部α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进

B、绝大多数α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，少数发生较大偏转，极少数甚至被弹回

C、少数α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，绝大多数发生较大偏转，甚至被弹回

D、全部α粒子都发生很大偏转

2、在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是( A )

A．原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上

B．正电荷在原子中是均匀分布的

C．原子中存在着带负电的电子

D．金箔的金原子间存在很大的空隙，只有极少数碰到金原子

3、卢瑟福对α粒子散射实验的解释是(BCD)

A．使α粒子产生偏转的力主要是原子中电子对α粒子的作用力

B．使α粒子产生偏转的力是库仑力

C．原子核很小，α粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进

D．能产生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子

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