班级：高二(14)班

班级：高二（14）班 学科：物理

授课时间：2013年5月8日

教学内容：高中物理粤教版选修3-5第三章原子结构之谜

第二节 原子的结构

作者：杜耀鹏

教学目标： 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ɑ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ɑ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)了解研究微观现象的基本方法：模型方法、黑箱方法与碰撞方法。

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。

教学重点

1．知道原子的核式结构模型及内容。

2．在教学中渗透和让学生体会物理学研究方法：模型方法，黑箱方法和微观粒子的碰撞方法

教学难点

引导学生自主思考讨论ɑ粒子散射实验的结果，从而否定葡萄干布丁模型，得出原子的核式结构。

教学类型：授新课

教学方法：讲授法、谈话法、讨论法、演示法

教具：多媒体教学设备、幻灯片、FLASH动画课件

教学进程 教师活动 一、引入新课： 情景：有一个球体，看不见，摸不着，无色无味，我们叫它“黑箱”，如何去探知其内部的结构呢？ 学生活动 思考、讨论，提出探究其内部结构的设计说明 幻灯片投影 方法。 问：看不见，摸不着，无色无味，我们能否答：不能。 直接去探究这黑箱内部的结构？ 提示：黑箱里面的信息是无法直接获取的。 研究黑箱问题的一般方法是有目的地向黑箱输 入一些信息，观测黑箱反馈回来的输出信息，进 而推断出黑箱内部的结构和运行机制。 思考、讨论 问：同学们能否提出什么可行的方法？ 提出可行的研究方探究方法：用运动的粒子射向球体，通过粒法 子进入球体内部后出射各种可能的情况，推测其 内部的结构。 下面是粒子进出球体的各种变化情况，请同 学们对观察结果进行猜测并说出其理由，最后， 分析、比较各种猜测，判断哪种最合理。 （1）粒子直接穿透“黑箱”，运动轨迹基本不变 讨论、猜测、分析、 讲理由 可能的情况 哪种猜测更合理 真空或空气 棉花团 网状物质 其他可能 （2）粒子在“黑箱”处反弹 讨论、猜测、分析、 讲理由 可能的情况 哪种猜测更合理 弹性板 硬钢板 一堆电荷 其他可能 指出：黑箱思想、碰撞方法是物理学中常用 师生共同提出可行的探究方法 幻灯片投影 幻灯片投影 幻灯片投影 的科学研究方法。 下面我们来学习新课：原子的结构。 板书：第二节 原子的结构 二、新课教学： 述：原子结构也像一个“黑箱”，里面的信息是无法直接获取的。所以我们刚才所学科学方法也可以应用于原子结构的研究。 模型可以帮助我们理解一些无法直接观察的事物。 问：同学们知道是谁最早提出了原子结构的模型吗？ 问：他是怎样提出原子结构模型呢？他提出了怎样的原子结构模型？ 板书：一、汤姆生提出：葡萄干布丁模型 问：同学们吃过镶有葡萄干的面包吗？ 问：其中葡萄干代表什么？ 而面包又代表什么呢？ 述：一个好的原子模型应该能够解释所有的关于原子和物体的信息。当获得越来越多的信息时，模型也会慢慢改变。汤姆生的葡萄干布丁模型可以定性地解释某些光辐射。但是，他的葡萄干布丁模型后来被一人否定了！ 问：这个人是谁呢？ 述：对！当汤姆生提出葡萄干布丁模型时，他的学生卢瑟福想用实验验证其猜想，做了ɑ粒子散射实验，结果推翻了老师的猜想！看来是青出于蓝胜于蓝呀！下面我们来学习卢瑟福的ɑ粒子散射实验。 答：汤姆生 答：他根据原子呈 电中性，既然电子 带负电，那么原子 内部一定还有带正 电的部分，所以提 出了葡萄干布丁模 型。他设想原子是 一个球体，带 的部分均匀地分布 在其中，质量很小 的电子则像布丁中 的葡萄干一样镶嵌 在内。 答：吃过 这样设问目的答：电子 在于使学生对葡萄答：代表带正电的干布丁模型有一个部分 直观印象 答：卢瑟福 激发学生的学心理：好奇，卢瑟习热情！ 福真厉害，能把老 师的猜想推翻！ ɑ粒子散射实验装幻灯投影 置主要由放射源、 金箔、荧光屏、望 远镜和转动圆盘几 板书：二、ɑ粒子散射实验 介绍实验装置： 多媒体课件画面： 部分组成。 观察 重点指出，荧光屏和望远镜能够绕金箔在一 个圆周上运动，从而可以观察到穿过金箔后偏转 角度不同的?粒子，这种观察是非常艰苦细致的笔记 工作，所有的时间也是相当长的。 实验的观察结果： 板书： 1．绝大多数ɑ粒子不偏移 答：不会 2．少数ɑ粒子发生较大偏转 （也有同学说会） 3．极少数ɑ粒子被弹回 讨论与交流： 原子结构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）ɑ粒子出现大角度散射有没有可能是与 电子碰撞后造成的？ 解释：电子不可能使ɑ粒子发生大角度散射。 ɑ粒子在与电子的碰撞中，两者动量变化相等。 而ɑ粒子的质量是电子质量的7300倍，在碰撞前 后，质量大的ɑ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，也不会有大角度散射。 说理由 （2）按照葡萄干布丁模型，ɑ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？ ɑ粒子散射实验在课堂上无法直接演示，只能借助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。 幻灯投影 根据学生回答情况作提示：ɑ粒子是氦原子核，带正电，其质量是氢原子的4倍，电子的7300倍。 给学生充分时间思考，讨论，说理由