1、平和正兴学校高中部 20102011 学年下学期 高二年级 物理备课组教案 主备人： 叶国财 教师 授课时间 2011 年 月 日 课时 1 课题 2.2 原子的核式结构模型 课型 新授课 教学 目的 1、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。 2、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
2、微观现象。 3、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。 重点 （1）引导学生自主思考讨论在于对 粒子散射实验的结果分析从而否定葡萄干布丁模型，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，渗透三个物理学方法：模型方法，黑箱方法 和微观粒子的碰撞方法。 难点 引导学生小组自主思考讨论在于对 粒子散射实验的结果分析从而否定葡萄干布丁模
3、型，得出 原子的核式结构 步骤 教学内容 二次备课（手写） 周 复习 上节 内容 3 分 钟 汤姆孙发现，用不同材料的阴极和不同的方法做实验，所得比荷的数值是 相等的。这说明，这种粒子是构成各种物质的共有成分。并由实验测得的 阴极射线粒子的比荷是氢离子比荷的近两千倍。若这种粒子的电荷量与氢 离子的电荷量机同，则其质量约为氢离子质量的近两千分之一。汤姆孙后 续的实验粗略测出了这种粒子的电荷量确实与氢离子的电荷量差别不大， 证明了汤姆孙的猜测是正确的。汤姆生把新发现的这种粒子称之为电子。 新课 导入 2 分 钟 汤姆生发现电子，根据原子呈电中性，提出了原子的葡萄干布丁模型。用 动画展示原子葡萄干布
4、丁模型。 课堂 预习 检查 8 分 钟 检测三维设计P916 填空部分 课程 讲授 15 分 钟 1、 粒子散射实验原理、装置 （1） 粒子散射实验原理： 问题：汤姆生提出的葡萄干布丁原子模型是否对呢？ 原子的结构非常紧密，用一般的方法是无法探测它的内部结构的，要 认识原子的结构，需要用高速粒子对它进行轰击。而 粒子具有足够的能 量，可以接近原子中心。它还可以使荧光屏物质发光。如果 粒子与其他 粒子发生相互作用，改变了运动方向，荧光屏就能够显示出它的方向变化。 研究高速的 粒子穿过原子的散射情况，是研究原子结构的有效手段。 指出：研究原子内部结构要用到的方法：黑箱法、微观粒子碰撞方法。 （2）
5、 粒子散射实验装置 粒子散射实验的装置，主要由放射源、金箔、荧光屏、望远镜和转 动圆盘几部分组成。 粒子散射实验在课堂上无法直接演示，希望借助多 媒体系统，利用动画向学生模拟实验的装置、过程和现象，使学生获得直 观的切身体验，留下深刻的印象。通过多媒体重点指出，荧光屏和望远镜 能够围绕金箔在一个圆周上运动，从而可以观察到穿透金箔后偏转角度不 同的 粒子。并且要让学生了解，这种观察是非常艰苦细致的工作，所用 的时间也是相当长的。动画展示 粒子散射实验装置动画展示实验中，通 过显微镜观察到的现象。 （3）实验的观察结果 明确：入射的 粒子分为三部分。大部分沿原来的方向前进，少数发生了 较大偏转，极
6、少数发生大角度偏转。 2、原子的核式结构的提出 三个问题：用汤姆生的葡萄干布丁模型能否解释 粒子大角度散射？ 请同学们根据以下三方面去考虑： （1） 粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞后造成的？ （2）按照葡萄干布丁模型， 粒子在原子附近或穿越原子内部后有没有 可能发生大角度偏转？ （3）你认为原子中的正电荷应如何分布，才有可能造成 粒子的大角度 偏转？为什么？ 小结： 对于问题 1、2：按照葡萄干布丁模型，碰撞前后，质量大的 粒子 速度几乎不变。只可能是电子的速度发生大的改变，因此不可能出现反弹 的现象，即使是非对心碰撞，也不会有大角散射。对于 粒子在原子附 近时由于原子呈中性，与 粒
7、子之间没有或很小的库仑力的作用，正电荷 在原子内部均匀的分布， 粒子穿过原子时，由于原子两侧正电荷将对它 的斥力有相当大一部分互相抵消，使 粒子偏转的力不会很大所以 粒子 大角度散射说明葡萄干布丁模型不符合原子结构的实际情况。 对于问题 3：讨论、推理、分析得到卢瑟福的原子结构模型。 小结：实验中发现极少数 粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明 这些 粒子在原子中某个地方受到了质量、电量均比它本身大得多的物体 的作用，可见原子中的正电荷、质量应都集中在一个中心上。 绝大多数 粒子不偏移原子内部绝大部分是“空”的。 少数 粒子发生较大偏转原子内部有“核”存在。 极少数 粒子被弹回 表明：作用
8、力很大；质量很大；电量集中。 点评：教师进行科学研究方法教育：模型法 （实验现象）（分析推理）（构造模型） （通过汤姆生的原子结构模型到卢瑟福的原子的核式结构模型的建立， 既渗透科学探究的因素教学，又进行了模型法的教学，并将卢瑟福的原子 的核式结构模型与行星结构相类比，指出大自然的和谐统一的美，渗透哲 学教育。通过学生对这三个问题的讨论与交流，顺理成章地否定了葡萄干 布丁模型，并开始建立新的模型。希望这一部分由学生自己完成，教师总 结，总结时，突出汤姆生原子模型与 粒子散射实验之间的矛盾，可以将 粒子分别穿过葡萄干布丁模型和核式结构模型的不同现象用动画模拟， 形成强烈的对比，突破难点）得到卢瑟
9、福的原子的核式结构模型后再展示 立体动画 粒子散射模型，使学生有更清晰的直观形象、生动的认识。 3、原子核的电荷与大小 关于原子的大小应该让学生有个数量级的概念，即原子的半径在 10- 10m 左右，原子核的大小在 10-1510 -14m 左右，原子核的半径只相当于原 子半径的万分之一，体积只相当于原子体积的万亿分之一。为了加深学生 的印象，可举一些较形象的比喻或按比例画些示意图，同时通过表格展示， 对比。 半 径 大 小 （数量级） 类 比 原子 10-10m 足球场 原子核 10-15m10-14m 一枚硬币 课堂 练习 12 分 钟 三维设计17 5-9 小结 （含 讨论） 3 分 钟 小结： 散射 实验中发现极少数 粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来， 表明这些 粒子在原子中某个地方受到了质量、电量均比它本身大得多的 物体的作用，可见原子中的正电荷、质量应都集中在一个中心上。 绝大多数 粒子不偏移原子内部绝大部分是“空”的。 少数 粒子发生较大偏转原子内部有“核”存在。 极少数 粒子被弹回 表明：作用力很大；质量很大；电量集中。 作业 布置 及疑 难解 答 2分 钟 回答学生本节课疑难问题 布置作业：课本P31 1-3 备课 组成 员签 名 教 学 反 思
