【知識與技能】
1.知道分子、原子、原子核等粒子的組成。
2.知道各種粒子的特點和它們之間的關(guān)系,了解每種粒子的帶電情況。
3.了解原子結(jié)構(gòu)的相關(guān)模型及其實驗。
【過程與方法】
通過建立原子結(jié)構(gòu)模型的過程,領(lǐng)會建立在事實基礎(chǔ)上通過想象、類比、論證建立物理模型的方法,知道模型是否正確需要通過實驗進行驗證。
【情感·態(tài)度·價值觀】
通過感受人類探索微觀世界的歷程,體會科學(xué)家探索的艱辛和成功的喜悅,感悟科學(xué)方法的神奇魅力,培養(yǎng)探索、思考物質(zhì)世界奧秘的興趣和好奇心。
◇教學(xué)重難點◇
【教學(xué)重點】
建立微觀世界的結(jié)構(gòu)圖景。
【教學(xué)難點】
兩種原子結(jié)構(gòu)模型的提出和驗證。
◇教學(xué)過程◇
一、新課導(dǎo)入
原子的圖片,經(jīng)常用在科技圖書的封面上以及科技宣傳的海報和電子產(chǎn)品的宣傳廣告上。那么什么是原子,它的結(jié)構(gòu)是怎樣的呢?
二、教學(xué)步驟
探究點1 分子可以再分嗎
[閱讀課本]P113“分子可以再分嗎”
[思考]分子是組成物質(zhì)的最小微粒嗎?
[提示]分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小微粒,但不是組成物質(zhì)的最小微粒。
[思考]分子很小,能不能繼續(xù)分割呢?
[提示]人們通過化學(xué)的方法,發(fā)現(xiàn)還有比分子更小的粒子,稱為原子。
[思考]不同物質(zhì)的分子,其原子構(gòu)成相同嗎?
[提示]分子由原子組成,不同物質(zhì)的分子,其原子構(gòu)成也不同。
[思考]一個分子是由多少個原子組成的呢?
[提示]大多數(shù)分子是由多個原子組成的,叫做多原子分子,如水分子是由一個氧原子和兩個氫原子組成的,二氧化碳分子是由一個碳原子和兩個氧原子組成的;有些分子是由單個原子組成的,叫做單原子分子。鐵、銅、金、鉑等大多數(shù)金屬,它們的分子也就是原子。
探究點2 把原子“切開”
[閱讀課本]P114把原子“切開”
[思考]原子能不能再分呢?
[提示]19世紀末,人們發(fā)現(xiàn)了陰極射線。這種射線是由一種帶負電的微粒組成的,從原子內(nèi)部發(fā)出,這種微粒叫做電子。
[思考]電子有多大呢?
[提示]電子是比分子、原子更小的物質(zhì)粒子,它的質(zhì)量me=9.11×10-31 kg,約等于氫原子質(zhì)量的11837,半徑小于10-16 m。電子的發(fā)現(xiàn)否定了原子不可再分的說法。
探究點3 原子結(jié)構(gòu)的兩種模型
[閱讀課本]P114~115“原子結(jié)構(gòu)的兩種模型”
[思考]發(fā)現(xiàn)電子后,科學(xué)家思考:電子帶負電,而生活中的物體通常是不帶電的,這說明了什么?
[提示]說明原子內(nèi)部一定還有帶正電的部分。
[思考]湯姆生的原子結(jié)構(gòu)模型是怎樣的呢?
[提示]湯姆生認為,原子像一個實心球體,均勻分布著帶正電的粒子,電子鑲嵌在其中,猶如糕中的棗兒,因此被稱為“棗糕模型”。
[思考]盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型是怎樣的呢?
[提示]盧瑟福認為原子中間有一個帶正電的核,它只占有極小的體積,卻集中了原子的幾乎全部質(zhì)量,帶負電的電子像行星環(huán)繞太陽運轉(zhuǎn)一樣在核外較大空間繞核高速旋轉(zhuǎn),這一模型被稱為“核式模型”。
[思考]如何驗證這兩種模型呢?
[提示]1911年,盧瑟福巧妙地利用放射性物質(zhì)發(fā)出的α射線(帶正電的粒子流)去轟擊金箔,結(jié)果大部分粒子幾乎不受任何阻擋地穿過金箔,只有少數(shù)粒子發(fā)生了偏轉(zhuǎn),據(jù)此驗證了“核式模型”。
[小結(jié)]以后的實驗進一步表明,原子中的電子并不像行星環(huán)繞太陽運轉(zhuǎn)時那樣有固定的軌道,而是形成電子云分布在原子核的外圍。
探究點4 原子核內(nèi)有些什么
[閱讀課本]P116“原子核內(nèi)有些什么”
[思考]根據(jù)盧瑟福的“核式模型”,思考原子核內(nèi)有些什么?
[提示]科學(xué)家發(fā)現(xiàn),氫原子的結(jié)構(gòu)最簡單,核外只有一個電子,如果把電子的電荷量作為一個單位的負電荷量,則氫原子核的電荷量便是一個單位的正電荷量。這種具有單位正電荷量的氫原子核叫質(zhì)子。
[思考]隨后科學(xué)家們又發(fā)現(xiàn)了什么?
[提示]科學(xué)家還從實驗中發(fā)現(xiàn),原子核中還有一種不帶電的粒子,它的質(zhì)量跟質(zhì)子差不多,這種粒子叫做中子。
[小結(jié)]原子核由質(zhì)子和中子組成,質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子。
探究點5 原子的結(jié)構(gòu)
[閱讀課本]P116~117“原子的結(jié)構(gòu)”
[思考]觀察圖10—28中氫、氦、鋰原子的示意圖,你能說出它們的核內(nèi)各有幾個質(zhì)子和中子嗎?
[提示]氫原子核內(nèi)有1個質(zhì)子,無中子;氦原子核內(nèi)有2個質(zhì)子,2個中子;鋰原子核內(nèi)有3個質(zhì)子,4個中子。
[思考]既然原子核也是可以再分的,那么,質(zhì)子和中子能不能再分呢?
[提示]科學(xué)界已普遍確認質(zhì)子、中子等也有內(nèi)部結(jié)構(gòu),它們是由一種叫做夸克的更小微粒組成的。
三、板書設(shè)計
10.3 “解剖”原子
1.原子
2.電子
3.原子結(jié)構(gòu)的模型
(1)棗糕模型
(2)核式模型
(3)α粒子散射實驗
4.原子核
(1)質(zhì)子
(2)中子
(3)核子
5.原子的結(jié)構(gòu)
◇教學(xué)反思◇
本節(jié)課內(nèi)容濃縮了人類探索微觀世界的歷史,簡單介紹了粒子物理學(xué)的主干內(nèi)容,是現(xiàn)代物理學(xué)的重要組成部分。這些知識是進一步學(xué)習物理學(xué)的基礎(chǔ),也是理解現(xiàn)代社會中的許多新生詞語和科技成果的必備常識。學(xué)習這些內(nèi)容,有助于學(xué)生養(yǎng)成關(guān)注物質(zhì)世界結(jié)構(gòu)的意識,有助于學(xué)生樹立實事求是的科學(xué)態(tài)度,有助于培養(yǎng)學(xué)生正確的歷史觀、發(fā)展觀。

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