1　原子核的组成教案设计

这一章讲述简单的核物理的有关知识，主要包括原子核的组成和核能的有关内容．原子核的组成、原子核的转变及核能的开发与利用是本章的重点．通过本章的学习，应使学生进一步了解物质世界的微观本质，以及人们是如何探索和研究这些问题的．

本章教材在讲授知识的同时，注意联系我国在科学研究和现代化建设中取得的成就，如讲放射性同位素的应用时，介绍我国在这方面所取得的成绩，在讲授核裂变和聚变的知识时，联系我国在核能发电和受控热核反应的研究上的新进展．围绕这些内容，应该加强对学生的爱国主义教育，启发他们树立为祖国现代化建设事业贡献力量的理想．

22.1 原子的核式结构

原子核

教案

教学目标：

1．知道a粒子散射实验．

2．知道原子的核式结构模型的主要内容，理解模型提出的主要思想．

3．知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念．

重点和难点：实验结果的理解，核式结构模型的主要内容．

课时：1课时

基本教学过程：

1897年，汤姆生（1856---1940）发现了电子．不久，人们又发现，在气体电离和光电效应等现象中，都可以从物质中击出电子．电子的质量比最轻的氢原子的质量小得多，因而认为电子是原子的组成部分．

电子带负电，而原子是电中性的，可见，原子内还有带正电的物质．这些带正电的物质和带负电的电子如何构成原子呢？

在20 世纪的前十年，科学家们根据已发现的事实，对原子的结构提出了许多模型，其中最有影响的是汤姆生提出的原子模型．汤姆生认为，原子是一个球体，正电荷均匀地分布在整个球内，电子像枣糕里的枣那样镶嵌在原子里面．汤姆生提出的原子模型能够说明一些实验事实，但是没过多久，这一模型就被新的实验事实否定了．

一、原子的核式结构模型

1909--1911 年，英国物理学家卢瑟福( 1871--1937）和他的助手们进行了a粒子散射的实验．用a射线照射金箔，由于金原子中的带电微粒对a粒子有库仑力的作用，一些a

粒子穿过金箔后会改变原来的运动方向，这个现象叫做a粒子的散射．卢瑟福希望通过对散射的分析来了解原子内部电荷与质量的分布情形．

实验的结果是：绝大多数a 粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数a粒子发生了较大的偏转．

卢瑟福精确统计了向各个方向散射的a粒子的数目，在此基础上提出了原子的核式结构模型：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的空间运动．

二、原子核的组成

质子和中子统称核子．中子不带电，原子核所带的电荷等于核内质子所带电荷的总和，所以原子核所带的电荷都是质子电荷的整数倍，通常就用这个整数代表原子核的电荷量，用Z 表示，叫做原子核的质子数．原子核的电荷数等于质子数．原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和，而质子和中子的质量几乎相等，所以原子核的质量近似等于核子质量的整数倍．通常就用这个整数代表原子核的质量，用A 表示，叫做原子核的质量数．

原子核的电荷数就是核内的质子数，也就是这种元素的原子序数．原子核的质量数就是核内的核子数．例如氦核的电荷数是2 , 表示氦核内有2 个质子；氦核的质量数是4 ，表示氦核内有4 个核子，其中2 个是中子．

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．

说明：

1．一般来说学生对原子物理和原子核物理的区分并不十分清楚，所以在讲这一章之前最好能简单地介绍一下核物理研究的是原子核的组成及其变化规律．

2．原子物理研究的是微观世界的现象，它不像宏观世界那样看得见、摸得着，因此研究起来也就更困难．学生在初中时已经学过原子和原子核的初步知识，这里的教学重点应放在原子核式结构提出的相关实验基础和研究问题的思路、方法上，通过学习使学生了解人类是怎样认识微观世界的．

3．由于学生在初中学习过原子结构的知识，已经认识到原子是由原子核和绕核旋转的电子组成的，在学习中容易产生不重视的心理．为了引起学生的重视，激发学生的兴趣，可向学生提问：原子中有原子核这已是众所周知的事实，但是你知道人们是根据什么说原子中有原子核的吗？20世纪初人们连原子都看不见，怎么会知道原子中有一个比原子小得多的核呢？人们又如何知道原子核的性质呢？这样提出问题后，即可介绍a粒子散射实验和原子的核式结构模型．

4．a粒子散射实验的教学要注意实验本身的原理和实验结果的分析两部分教学，即不应只记住结论而不懂实验的原理，也不能过多地讲述实验的细节，而忽略了对结论的正确分析．

5．关于原子核的组成，应在初中知识的基础上进一步明确：核内的质子数等于原子序数，中子数等于质量数减原子序数．