1　原子核的组成PPT及课堂实录内容

农大附中

公开课教案

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年级：高二

学科：物理

教师：李萍

2017——2018 学年度

第

二

学期

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说

课

稿

说课型

说

教

材

新授课

本节课作为本章的第一节课，既是本章内容的引子，又是本章内容的基础，还是整个高中物理，对微观物理的学习的基础。因此，本节课在内容设计上，首先就开宗明义地指出了关于原子核的内部的信息，最早来自天然放射现象，首先介绍了贝可勒尔和居里夫妇对天然放射现象的研究和对“射线到底是什么”的疑问，然后从强磁场中放射性物质放出的射线分成三束的实验事实出发，介绍了α射线、β射线和γ射线，并通过对这三种射线的研究，确认射线来自原子核，进而介绍原子核的组成，引出了核子、质子、中子、电荷数与质量数一些概念，最后根据原子核中质子与中子数目的规律，安排了同位素的知识。本节课作为整章的基础，学生对所涉及到概念的掌握和理解，对后面所有章节安排内容的学习有着决定性的影响。因此，本节课的学习，对学生有着较高的要求。

通过讲述贝克勒尔与居里夫妇对放射线现象的研究历程，让同学也做一次科学家，换位思考一下“如何是你，你会怎么做”“如果是你，你会得出什么结论”，一同经历实验探究的过程、分析问题和解决问题的过程，体会物理学的一般研究方法。学习物理学家不畏艰辛、百折不挠的探索精神。

通过已有知识知道探究新粒子的一般方法——电场或磁场或速度选择器，知道三种放射线及其基本性质。

通过卢瑟福与查德威克对原子核组成的探究，体会直觉、坚定的信念、注重细节在科学研究中的重要。没有人能随随便便成功。

学生已经学习了原子是可分的，从阴极射线的发现，汤姆孙对阴极射线的探究，通过电场、磁场的偏转，以及速度选择器等，测定阴极射线带电，是一种新粒子，并命名为电子，以及测定了电子的比荷、电量、质量。到卢瑟福根据散射实验，提出原子核式结构。

在此基础上，思考：原子核是否可分？如果发现新的射线或粒子，如何测定他们是否带电？如果带电是什么粒子如何测定？

“点石成金”是否会变成现实？

通过讲诉贝克勒尔、居里夫妇对天然放射现象的研究，贯穿“如果是你，你会怎么做？”“如果是你，研究是否结束？”等问题，运用启发式教学，将学生置身于探索新问题的情境中，体验科学基本过程，体会科学研究的艰辛。

类比电子的发现，学习体验放射线的研究过程，认识三种放射线，以及他们的本质及特性。

最后，类比原子核式结构的发现，如果要探索原子核内部的组成需要有“炮弹”打开原子核，最合适的炮弹就是——高速氦荷。

质子、中子的发现即简单又不易。

通过电子的发现形成微观粒子无限可分的观念。

通过贝克勒尔、居里夫妇对天然放射现象的研究，展示核物理发展的最初过程，体会发现新世界的艰辛。

通过卢瑟福对放射线的研究发现三种射线，以及三种射线的性质。

坚信原子核可分的信念，卢瑟福发现了质子对科学的敏感直觉，查德威克发现了中子。原子核的结构，几个基本概念，以及同位素的认识。

说

目

标

说

学

情

说

教

法

说

过

程

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课题

运动电荷在磁场中受到的力

上课时间

2018年

6 月

25 日

星期

一

知识目标：

1、知道什么是放射性及放射性元素；

2、知道三种射线的特性；

3、知道质子和中子的发现，知道原子核的组成，会正确书写原子核符号；

能力目标：

能够运用电场、磁场等已有知识，学会测定粒子是否带电、带电性质、带电粒子的速度、比荷等性质。

情感态度价值观：

通过天然放射现象的研究，经历科学家一样的探究过程，经历他们分析和解决问题的过程，体会物理学的研究方法。学习物理学家不畏艰辛、百折不挠的探索精神。

重点：了解天然放射现象和放射性元素的发现，

掌握三种射线的性质和原子核的组成。

难点：了解三种射线的本质，以及如何利用电场、磁场区分它们

关键点：理解放射线是原子核内部结构所引起的，与原子本身的化学性质和宏观物理性质无关。

一、引入新课：

利用图片引入新课，激发学生学习兴趣。

打一成语，（学生：点石成金）

点石成金的本质是什么？

（学生：一种元素变成另一种元素）

图片回顾，电子的发现说明原子可分，α粒子散射实验推论得出原子的核式结构，通过氢光谱分析得出电子轨道、原子能量是量子化的，通过宏观现象研究微观本质，进一步完善人们对微观世界的认识。

原子核是否可分？有哪些依据可以说明原子核可分？

二、新课教学

1、天然放射现象的认识

（1）贝克勒尔的故事：

1896年1月20日法国科学院开会，庞加莱将伦琴寄给他的论文《一种新射线》和一些X射线照片展示给与会的科学家。

贝克勒尔非常感兴趣，行动力爆表的贝爷第二天就开始行动。

对荧光物质的找寻，发现了铀盐具有放射线，

（黑纸包裹底片暴晒——底片不感光，黑纸不透光，

涂上铀盐暴晒——底片感光，

如果是你，你能得出什么结论？

结论：铀盐能发出穿透黑纸使底片感光的射线

教学目的

教学重点及难点

教

学

过

程

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物理方法：控制变量法&对比

一点小遗憾：精度不是很高，他认为是太阳光不足，并决定等待更晴朗的一天。

论科学家灵感的重要性：

连续几天阴雨天，贝克勒尔只好把铀盐晶体和黑纸包裹好的底片一起放在暗室抽屉里，等待好天气

如果是你，你会怎么做？（继续等待）

一种职业性的灵感使他做出决定：洗出来试试看。

现象：

如图所示照片，仍然能曝光

如果是你，你能得出什么结论？

原来铀盐的辐射在黑暗中也照常进行，无需强光的照射

继续研究，发现所有铀盐都具有放射性

如果是你，你能得出什么结论？

发出射线的能力是铀原子自身的性质！！！

再继续研究，这种放射线与外界因素的改变无关！

如果是你，你能得出什么结论？

放射性是原子自身的作用！！！

只要有铀这种元素存在，就有贯穿辐射现象产生。

听到贝克勒尔的研究结果，如果是你，你会怎么做？

（2）居里夫妇的努力：

强烈的好奇心驱动居里夫人想了三个重要问题：

射线的能量来自哪里？

这种与众不同的射线的性质又是什么？

最重要的问题：还有没有其他的元素能象铀一样发出射线呢？

如果是你，你会怎么做？

学生：最简单的方法：一个一个试。

你们真的很棒，居里夫人也是这么做的！！！

检测了几百种物质，终于发现了钍也具有放射性。

如果是你，接下来你会怎么做？

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生：继续找，还有没有。

居里夫人还发现: 铀或钍的化合物的放射强度与化合物中铀或钍的含量有关，含量越多，放射性越强。

如果是你，你能得出什么结论？

放射性是原子的一种特性，即：

放射性是从原子内部产生放出的！！！

进一步检验了各种复杂的矿物放射性的强度，出乎意料:

有几种矿物的放射性竟比它们所含的铀元素应有的放射性强。

如果是你，你能得出什么结论？

非常棒！这些矿物中必定还有一种新的放射性元素的存在，其放射性比已知的铀或钍还要强。

如果是你，接下来你会怎么做？

提纯！冶炼！

经过艰苦的努力，克服了常人无法想象的困难，他们终于发现了比铀的放射性还要强400倍的一种的元素——命名——钋

钋在沥青铀矿中的含量仅仅是一亿分之一

可以想见克服了怎样的困难

它是呈银白色的金属。外观与铅相似，质软。是极稀有的放射性金属

如果是你，接下来你要做什么？

继续寻找！

每次20公斤只能提炼出百万分之一的物质，你会怎么做？

“多炼几次”“几次？”“几十次”“几百次”——“几万次！！！”

可以想见工作的艰苦！！！

几十吨只能得到0.1g镭盐，还不是纯净物，你会怎么做？

0.1g不够提炼，还得再来几十个、几百个0.1g镭盐，怎么办？

继续炼！！！——又经过好几年才得到纯镭。

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（3）研究表明：

原子序数大于等于83的，都具有天然放射现象，原子序数小于83的元素有的也具有天然放射现象。

2、放射线是什么

如果是你，你更关心哪些性质？

是否带电？如果带电，带什么电？质量、电荷量、速度、穿透等

教

学

过

程

如果是你，用什么方法连检验是否带电？带什么电？

（电场、磁场）

不看不知道，一看吓一跳：尽然含有三种射线，你想要的全都有！！！

如果是你，接下来测什么？用什么方法？

质谱仪等测质量、测比荷

如果是你，用什么方法测速度？

速度选择器

卢瑟福的研究：

1、卢瑟福分别研究了三种射线的穿透本领：

α射线的穿透本领最差，它在空气中最远只能走7厘米。一薄片云母，一张0.05毫米的铝箔，一张普通的纸都能把它；

β射线能穿透几毫米厚的铝片；

γ射线的穿透本领极强，1.3厘米厚的铅板只使它的强度减弱一半。

卢瑟福

2、卢瑟福用了几年时间专心研究α射线，证明本质是氦核

3、电离本领和贯穿本领之间的关系

通过气体时很容易把气体分子中电子剥离，使气体带电，消耗能量。

4、三种射线的比较：本质、速度、穿透能力、电离能力

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三、原子核：

怎么能知道原子核里有什么东西？如果是你，你会怎么做？

“把原子核打碎”“用什么把它打碎？”“α粒子，像炮弹一样，轰击”“这个想法和科学家想的一样，非常棒”

“α粒子轰击谁都行吗？”“应该是跟他差不多的”“差太多了会怎样？”“没考近呢可能就被弹回来了”“考虑很全面，还可能发生其他效果，我们以后学”

“质量差不多的都有哪些元素？按照周期表数一下”

“对了，咱们先选氮核”

“到哪找α粒子呢？”“放射源”

“大家根卢瑟福想的差不多”

1、质子的发现与研究

：

1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核，得到了新粒子——命名为质子

人类历史上的第一次点石成金！

如果是你，你通过哪些方式来探究、测定新粒子的特性？电性？电量？质量？还有没有其他特性？

经过测定，质子带一个单位正电荷，质量为

m1.67262311027Kgm=9.10×10-31kg

pe

1836倍

发现新粒子就可以说它是原子核里的组成部分吗？

如果是你，如何才能证明质子是原子核组成部分？

如果所有元素用α粒子轰击后都能打出质子，就可以说明

卢瑟福确实是这样做了，从许多种轻元素氟、钠、铝等原子核中打出了质子，进一步证实了质子的存在。

如果

大致相等，可以说明什么？

大很多，可以说明什么？

卢瑟福猜想，原子核内部一定还有不带电的粒子

如果是你，你会怎么做？

“赶紧找”“继续找”“继续研究”

怎么找？

还用α粒子轰击

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2、中子的发现与研究：

查德威克用α粒子轰击铍核，发现了中子

卢瑟福的另一位学生查德威克（1891—1974年）就在卡文迪许实验室里寻找这种电中性粒子，他一直在设计一种加速办法使质子获得高能，从而撞击原子核，以发现有关中性粒子的证据。

1929年，他准备对铍原子进行轰击，因为它在α粒子的撞击下不发射质子，有可能分裂成两个α粒子和一个中子。

1932年英国物理学家查德威克又发现了中子，通过研究证明中子的质量和质子的质量基本相同，但是不带电.是中性粒子. 查德威克坚持自己的信条：会做则必须做对，一丝不苟；不会做又没弄懂，绝不下笔。

查德威克

这使得他成为一个幸运儿。

如果是你，是否可以得出结论“原子核是由质子和中子组成的”？为什么？

还需要大量的实验探究、测定、比较等等。

科学家对原子核的探索是否停止了？

还在继续，一直在探索

3、原子核的组成与表达：

核电荷数，核子，核子数，质量数，

4、同位素

5、

四、课堂小结：

作业布置

其他情况

练习册相应练习

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课题

时间

原子核的组成

2018-6-25 地

点

授课人

教室

李

萍

课

后

反

思

对于这节课的教学而言：

在备课过程中，发现：学生要掌握的知识点很简单，但对于知识的得出过程却一无所知。

为了丰富学生的视野，为了渗透物理学史的教育，也为了让同学体验每一次科学发现、科学探究、每一个科学结论的得出，都非常的艰辛。所以，利用发现天然放射现象为主线，以讲故事的形式，将学生带入当时的情景：“如果是你，你会怎么做？”“如果是你你会得出什么结论？”

时刻让他感到自己可能就是故事的主角。

渗透了控制变量法，善于比较，渗透通过宏观现象探究微观本质物理思想和方法。

突出了探索过程的艰辛，甚至付出生命的代价，但为了自己的使命——发现新现象、发现新物质，苦也甜。

面对居里夫妇付出的艰苦努力，我们生活中、学习中遇到的困难又算得了什么？

通过居里夫人的名言：“如果能追随理想而生活，本着正直自由的精神，勇敢直前的毅力，诚实不自欺的思想而行，则定能臻于至美至善的境地。”渗透德育教育：做一个为理想而踏踏实实奋斗的人，勇往直前。

通过对卢瑟福被称之为“诺贝尔狂人”的介绍，他本人只获得了一次诺贝尔奖，但他的学生、助手确累计获得13次之多，无疑与他严谨的科学态度、言传身教是分不开的，“希望在座的每一位同学将来都是我的骄傲。”

当你离开学校，所学的知识都忘记了，但还记得如何做一个人，我们的教育大抵如此。

我查阅了大量资料和图片，钍、镭、钋、铀盐的图片，目的是增加学生感性认识，把抽象的化学元素变成可以看得见的、有形的图片；最毒的物质——钋香烟里含有钋，远离香烟；中国的开业之石——在广西发现的中国第一块铀矿石，为中国的核能事业的发展奠定了坚实的基础，增强民族自豪感。

在介绍卢瑟福发现质子时，“能不能断定，原子核里只有质子？怎么判断研究是否还需继续？”让学生时刻感到：他时刻都处在那个时代，他一直在研究中、思考中，没有感到教学的简单枯燥，设身处地反倒增加了很多乐趣，检验一下自己是否具有科学家的潜质、是否具有最基本科学探究能力和物理科学方法。

精心准备了一节课，并且上好这堂课，对教师而言是一种享受。把普普通通的课，上出精彩，我也乐在其中。

苦也甜！