1　原子核的组成优质教案设计

《原子核的组成》教学设计

课题

§19.1原子核的组成

课型

新授课

教材分析

本节课内容为人教版物理选修3-5第十九章原子核第1节，教材当中通过天然放射现象，引起学生思考，射线是什么？进一步提出，实验发现，放射性只与元素有关，引导学生理解射线来自于原子核的内部，从而引出原子核内部是有结构的，然后开始可对原子核内部的研究，由于涉及到的研究对象是微观的，所以本节课在讲解上是比较困难的，在讲解主要知识的同时也不能忘了物理学史的普及，让学生感受物理发展的不易。

学情分析

在学习本节课之前学生对于原子核的内部结构已经有所了解了，本节课的主要目的是让学生在已有知识的基础上，体会物理的发展，了解科学先辈们是如何发现的原子核的组成，体会科学进步的艰辛，但本节课的内容都是平时生活中见不到的，所以对于现阶段的学生而言，理解起来是有一定困难的，要求教师在讲解时尽量将抽象问题具体化。

设计思想

原子核的组成学生们在化学上已经学过，本节课主要是让学生体会原子核内部粒子的发现过程，体会科学进步的不易与牺牲。由天然放射现象出发，到三种射线的发现，在学生已有的知识上让学生探究他们能解决的问题，由书本理解解决不了的问题，从而认识三种射线的性质。进一步让学生体会如何从已知现象发现新问题研究新问题，从而培养学生的探索精神和逻辑思维能力。

教学目标

知识与技能

1．了解天然放射现象及其规律。

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。

过程与方法

1．通过观察，思考，讨论，初步学会探究的方法。

2．通过对知识的理解，培养自学和归纳能力。

情感态度与价值观

1．树立正确的，严谨的科学研究态度。

2．树立辨证唯物主义的科学观和世界观。

教学重点

天然放射现象及其规律，原子核的组成。

教学重点、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。

教学工具

多媒体辅助教学设备

教学活动

学生活动

一、新课引入

（通过PPT展示秦山核电站的图片）

[引入]图片上的是秦山核电站，1991年，我国自行设计建造了它，并成功的并网发电，使我国成为继美、英、法、苏和瑞典之后能够独立建造核电站的第六个国家，这不仅仅是科学的进步，更彰显了我国的大国形象，同时也可以缓解常规能源的短缺。核能是蕴藏在在原子核内的能量，那么原子核内到底是什么样的？为什么会蕴含这如此巨大的能量？那么本章我们就将学习原子核的相关内容。

本节课我们就先从原子核的组成入手，看看科学先辈们是如何发现这小小的原子核竟然还有内部结构的。

实际上关于原子核的内部信息，最早来自与天然放射现象。

1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光。

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）。

二、进行新课

天然放射现象

（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．

（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82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．

那么放射性元素发出的射线到底是什么呢？

[提问]问题一：我们知道原子中有带正电的原子核和带负电的电子，那么放射性元素发出的这些射线会不会带电呢？同学们想想有什么方法可以帮助我们判断射线是否带电？

[回答]可以加电场或磁场，若射线带电在电场和磁场中会发生偏转。

[引导]

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：（投影）

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说明射线的带电情况。

[回答]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。

②根据左手定则，可以判断射线是正电荷，射线是负电荷。射线不带电

同理，用电场也可以知道这三种射线的电性。

边听讲边看PPT，了解物理学史，树立

对科学研究的正确态度

结合教科书听讲

思考并回答问题

[引导]我们已经研究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填写表格。

[总结]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。由于元素的化学性质决定于它的核外电子，则说明射线与核外电子无关，也就是说射线来自于原子核，这说明原子核内部是有结构的。

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能量。

所以无论是从认识自然的角度，还是促进社会发展的角度，人们都迫切的想要知道原子核内到底有什么？

[引导]卢瑟福—这位我们非常熟悉看的科学家，再次为人类做出了巨大贡献，他用镭放射出的粒子轰击氮原子核，从氮核中打出了一种新的粒子，根据它在电场和磁场中的偏转，以及它的质量和电荷量，证明它是氢原子核，后来，人们用同样的方法从氟、钠、铝等原子核中都打出了氢原子核，这证明它是原子核的组成部分，于是，给了它一个新的名字——质子，用字母p表示，结合氢原子核，我们不难知道质子带正电，且电荷量与一个电子的电荷量相等，它的质量mp1.67262311027kg

[提问]那么原子核中是不是只有质子呢？如果只有质子，那么从原子核的质量和电荷量的角度应该有什么特点呢？

[回答]如果原子核只是由质子组成的，它的质量和电荷量都应该是质子的整数倍。

[补充]严格来说，不仅仅应该是整数倍，而且倍数应该相同，即原子核的质量与电荷量之比应该等于质子的质量与电荷量之比。

[提问]而实际上并不是这样，大部分的原子核的质量与电荷量的比值都要比质子的大，也就是说质量比我们想象的大。这可能是什么原因呢？

[回答]原子核中还存在其他粒子，这种粒子可能不带电。

[补充]卢瑟福也是这么认为的，1932年，他的学生查德威克通过实验验证了这个猜想，这种只有质量而不带电的粒子是中子，它的质量是mn1.67492861027kg

质子和中子的质量十分接近，而且除了是否带电之外他们的性质十分相似，又都是原子核的组成成分，所以把它们统称为核子。

[讲解]由此我们可以看到原子核的带电量多少就取决于质子，原子核的电荷总是质子电荷的整数倍，我们把这个整数叫做原子核的电荷数(Z)，用来表示原子核的电荷量。原子核的质量等于原子核内质子和中子质量的总和，而质子和中子的质量几乎相等，所以可以认为原子核的质量等于单个核子质量的整数倍，这个整数叫做原子核的质量数（A）。

[提问]所以原子核可用ZX来表示，例如氦核2He、铀核A423892U，说说他们的质量数，电荷数，

学生看书，进行总结。并完成表格

思考

思考

中子数，质子数。

[回答]氦核质量数4，电荷数2，质子数2，中子数2，铀核质量数238，电荷数92，质子数92，中子数146。

[讲解]元素的性质是由核外电子决定的，而原子核的质子数决定了核外电子数和电子在核外的分布情况，所以说同种元素的原子质子数相同，核外电子数也相同，但他们的中子数可以不同，这样的元素互称为同位素。

（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。

[提问]列举一些元素的同位素？

[回答]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），符号123分别是：1H,1H,1H。

14碳有两种同位素，符号分别是12（化学上已学过）

6C,6C。

联系化学知识，体会原子核的组成

[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

作业

认真阅读课后的“科学足迹”。完成问题与练习。

§19.1原子核的组成

一、天然放射现象

射线

二、射线的性质 射线

板书

设计

射线

三、原子核的组成

质子p（正电）

中子n（不带电）

四、同位素

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。

教学反思