高中物理人教版选修3-5 18.2《原子的核式结构模型》教案设计

人教版高中物理选修3-5第18章第2节原子的核式结构模型【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α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。

【过程与方法】1．通过对α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开展过程中的作用；3．了解研究微观现象的方法。

【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开展的重要意义。

【教学重难点】★教学重点1．引导学生小组自主思考讨论在于对α粒子散射实验的结果分析从而否认〞枣糕模型〞，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，渗透物理学研究方法：模型方法，和微观粒子的碰撞方法。

★教学难点引导学生小组自主思考讨论在于对ɑ粒子散射实验的结果分析从而否认“枣糕模型〞，得出原子的核式结构模型。

【教学过程】★重难点一、α粒子散射实验★1909—1911年卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔的实验，获得了重要的发现．1．实验装置(如以下图)由放射源、金箔、荧光屏等组成注：①整个实验过程在真空中进行．②金箔很薄，α粒子很容易穿过．2．实验现象与结果．绝大多数α粒子穿过金箔后根本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大角度的偏转．极少数α粒子偏转角超过90°，有的几乎到达180°，沿原路返回．α粒子散射实验令卢瑟福万分惊奇．按照汤姆孙的原子结构模型：带正电的物质均匀分布，带负电的电子质量比α粒子的质量小得多，α粒子碰到电子就像子弹碰到一粒尘埃一样，其运动方向不会发生什么改变．但实验结果出现了像一枚炮弹碰到一层薄薄的卫生纸被反弹回来这一不可思议的现象．卢瑟福通过分析，否认了汤姆孙的原子结构模型，提出了核式结构模型．3．原子的核式结构模型对α粒子散射实验结果的解释〔1〕当α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力很小，α粒子就象穿过“一片空地〞一样，无遮无挡，运动方向改变很小，因为原子核很小，所以绝大多数α粒子不发生偏转。

第二節原子的核式結構模型三維教學目標1、知識與技能（1）瞭解原子結構模型建立的歷史過程及各種模型建立的依據；（2）知道α粒子散射實驗的實驗方法和實驗現象，及原子核式結構模型的主要內容。

2、過程與方法（1）通過對α粒子散射實驗結果的討論與交流，培養學生對現象的分析中歸納中得出結論的邏輯推理能力；（2）通過核式結構模型的建立，體會建立模型研究物理問題的方法，理解物理模型的演化及其在物理學發展過程中的作用；（3）瞭解研究微觀現象。

3、情感、態度與價值觀（1）通過對原子模型演變的歷史的學習，感受科學家們細緻、敏銳的科學態度和不畏權威、尊重事實、尊重科學的科學精神；（2）通過對原子結構的認識的不斷深入，使學生認識到人類對微觀世界的認識是不斷擴大和加深的，領悟和感受科學研究方法的正確使用對科學發展的重要意義。

教學重點：（1）引導學生自主思考討論在於對α粒子散射實驗的結果分析從而否定葡萄乾布丁模型，得出原子的核式結構；（2）在教學中滲透和讓學生體會物理學研究方法，滲透三個物理學方法：模型方法，黑箱方法和微觀粒子的碰撞方法。

教學難點：引導學生小組自主思考討論在於對α粒子散射實驗的結果分析從而否定葡萄乾布丁模型，得出原子的核式結構教學方法：教師啟發、引導，學生討論、交流。

教學用具：投影片，多媒體輔助教學設備。

（一）引入新課湯姆生發現電子，根據原子呈電中性，提出了原子的葡萄乾布丁模型。

用動畫展示原子葡萄乾布丁模型。

（二）進行新課1、α粒子散射實驗原理、裝置（1）α粒子散射實驗原理：問題：湯姆生提出的葡萄乾布丁原子模型是否對呢？原子的結構非常緊密，用一般的方法是無法探測它的內部結構的，要認識原子的結構，需要用高速粒子對它進行轟擊。

而α粒子具有足夠的能量，可以接近原子中心。

它還可以使螢光屏物質發光。

如果α粒子與其他粒子發生相互作用，改變了運動方向，螢光屏就能夠顯示出它的方向變化。

研究高速的α粒子穿過原子的散射情況，是研究原子結構的有效手段。

第2节原子的核式结构教学目标：知识目标：1了解原子学说的发展历史。

2认识α粒子散射实验的重大意义，3了解原子的核式结构模型能力目标：培养学生通过现象认识本质的分析、推理能力情感目标：培养学生锲而不舍，严谨务实的科学态度。

教学重点：α粒子散射实验，卢瑟福的原子核式结构引入新课:1897年，汤姆生发现电子之后，人们意识到原子不再是不可分的，而是由更小的微粒组成的。

电子带负电，而原子是电中性的，可见原子内部还有带正电的物质，这些带正电的物质和电子是如何构成原子的呢？一、汤姆生的原子模型：（1）汤姆生原子模型图1（2）汤姆生原子模型的特点：原子是质量均匀分布的球体，正电荷均匀分布在整个球体内，带负电的电子对称地镶嵌在其中.二、α粒子的散射实验1.α粒子的散射实验：1909－1911年，卢瑟福（英国）（1）装置介绍：放射源：放射性元素镭置于铅盒内，只开一个小孔，使α粒子只沿一个确定方向高速出来，α粒子具有足够的能量，可以接近原子中心，还可以使荧光物质发光。

金箔：在放射源和荧光屏之间放入金箔，根据荧光屏上出现亮点的位置可以知道α粒子穿过原子后的偏转情况。

显微镜：在荧光屏的后面，起放大作用，更容易观察 显微镜和荧光屏可以在以金箔为中心的一个圆周上运动，统计在各个不同位置相同时间内接收到的光子数就可以确定α粒子穿过金原子后的偏转情况。

整个装置置于一抽成真空的容器中，是为了减小空气分子对α粒子的阻碍作用。

（2）操作步骤：（3）实验现象：①.绝大多数．．．．α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进； ②．少数．．α粒子穿过金箔后发生了较大的偏转； ③．极少数．．．α粒子偏转超过了90°，有的甚至几乎．．．．．．达到180°，象被金箔弹了回来。

极少数的粒子能够观察到的机率是1/8000，即有8000个α粒子轰击金箔，才可能有一个α粒子发生大角度偏转，在这个实验中卢瑟福和他的学生共记录下十万次以上的闪光照片，才发现了少数的α粒子发生大角度偏转。

人教版高中物理选修3-5第18章第二节原子的核式结构一、教学任务分析电子的发现、α粒子散射实验、原子的核式结构模型的提出，这些都是人类探求物质微观结构的认识过程的起点，其中涉及到的实验、逻辑推理方法也都是人类认识自然规律的典型的科学方法。

因此这些内容不仅是本章的核心内容，而且也为后面继续学习人类对微观世界认知过程打下重要的思维与方法的基础。

学习本节内容需要以库仑定律、带电粒子在电场磁场中的运动等电、磁场知识为基础。

从介绍汤姆孙的阴极射线实验入手，通过实验现象分析得到阴极射线是由电子组成的，揭示了原子是可分的。

介绍卢瑟福α粒子散射实验，通过分析实验结果，对汤姆孙建立的“葡萄干蛋糕模型”提出质疑，在此基础上介绍卢瑟福提出的核式结构模型，。

并运用该模型解释α粒子散射实验结果。

在介绍卢瑟福α粒子散射实验的实验设计思想时，使学生了解研究微观世界的一种重要有效的方法与手段是利用其他的高能粒子去碰撞原子，引起某些可能观察到的现象，从分析这些现象的过程中逐步探索认识原子的内部结构和规律。

从而使学生理解人类是如何在实验的基础上认识原子结构；怎样在实验与理论的相互推动下，使认识不断发展不断深入的。

在介绍卢瑟福核式结构模型时，可通过比较该模型、汤姆孙的原子模型与实验结论的相互印证关系，使学生感受到物理模型是一种高度抽象的理想客体和形态；物理学的研究通常需通过提出假设、建立物理模型、实验验证等几个过程；物理学的发展过程，可以说就是一个不断建立物理模型和用新的物理模型代替旧的或不完善的物理模型的过程。

这些认识都将提高学生的科学意识与科学品质。

二、教学目标1．知识与技能（1）知道卢瑟福α粒子散射实验。

（2）知道原子的核式结构模型。

（3）理解卢瑟福的原子核式结构学说对α粒子散射实验的解释。

2．过程与方法（1）通过分析卢瑟福α粒子散射实验的结果，感受物理学的研究方法——提出假设、建立物理模型、实验验证等方法。

（2）通过了解人类探索认识原子结构的历史，认识人类通过收集、处理和分析微观现象所发出的各种信息，来认识不能直接感知的微观世界的认知手段与方法。

人教版选修3《原子的核式结构模型》教案及教学反思本文主要介绍人教版选修3《原子的核式结构模型》的教案及教学反思。

这是一门重要的高中物理课程，在理解和掌握原子核的基本原理方面起到了至关重要的作用。

教学目标通过本课程的学习，学生应该能够：1.掌握原子核的基本结构和核力的作用；2.了解原子核的基本性质，包括质量数、原子序数和同位素概念；3.掌握原子核的衰变过程，并了解主要的衰变方式；4.了解核反应和核能源的基本原理。

教学重难点本课程的重点和难点如下：1.原子核的基本结构和核力的作用；2.质量数、原子序数和同位素的概念；3.核衰变和主要衰变方式；4.核反应和核能源的基本原理。

教学内容第一节：原子核的基本结构和核力的作用教学目标1.理解原子核的基本结构；2.掌握原子核的基本性质；3.了解核力的作用。

1.原子核的基本结构；2.原子核的基本性质。

教学难点核力的作用。

教学方法讲解和实验演示相结合，让学生通过观察和实验来理解原子核的基本结构和核力的作用。

教学过程1.讲解原子核的基本结构和性质；2.实验演示，让学生观察和探究原子核的基本性质；3.讲解核力的作用。

第二节：质量数、原子序数和同位素的概念教学目标1.掌握质量数、原子序数和同位素的概念；2.了解同位素的性质和应用。

教学重点1.质量数、原子序数和同位素的概念；2.同位素的性质和应用。

教学难点同位素的性质和应用。

教学方法讲解和实验演示相结合，让学生通过观察和实验来掌握质量数、原子序数和同位素的概念，并了解同位素的性质和应用。

1.讲解质量数、原子序数和同位素的概念；2.实验演示，让学生通过观察和探究来了解同位素的性质和应用。

第三节：核衰变和主要衰变方式教学目标1.掌握核衰变的基本原理；2.了解主要的核衰变方式。

教学重点1.核衰变的基本原理；2.主要的核衰变方式。

教学难点主要的核衰变方式。

教学方法讲解和实验演示相结合，让学生通过实验来了解核衰变的基本原理，并掌握主要的核衰变方式。

教课方案【课标剖析】本节课课标要求是：认识人类研究原子及其构造的历史，知道原子的核式构造模型。

本节课能够培育学生科学思想：鉴于事实凭证和科学推理对不一样看法和结论提出怀疑和批评，进行查验和修正，从而提出创建性看法的能力与品行。

知道所有物理结论都一定接受实践的查验，在学习和研究中做到脚踏实地，不迷信威望，能与别人合作。

【教材剖析】原子的核式构造选自人教版选修3-5 第十八章第 2 节，第 1 节电子的发现打破了原子不可切割的学说，带负点的小质量电子和带正电的部分如何构成原子？汤姆孙成立了较有影响的原子“枣糕模型” 。

本节课卢瑟福用发现的α粒子散射实验结果否认了汤姆孙的原子模型，提出了原子的核式构造模型。

α粒子散射实验和原子核式构造的内容是本节教课的要点。

同时卢瑟福和原子核式构造的限制性有为进一步研究原子核式构造设置了悬念。

所以本节课在本章有承前启后的作用。

α粒子散射实验是一个很重要的实验，表现了研究微观世界的一种科学方法，也是一个锻炼学生剖析问题、解决问题的知识点。

对卢瑟福如何剖析α粒子散射实验，否认汤姆孙原子模型，提出原子核式构造模型的认识，有益于学生学习人类研究微观世界的科学方法，提高自己剖析、解决问题的能力。

【学情剖析】知识基础：学生初中时已经知道原子是构成物质的最小微粒，对电子也有必定程度的了解，但对原子物理学史的认识极少，对核式构造有必定的认识，但没法进行深入研究。

兴趣状况：学生对风趣的现象兴趣比较大，但对深入研究、探访实质的兴趣还要指引。

能力状况：学生对现象的察看没有问题，但总结概括能力需要将增强。

【教课目的】1.认识α粒子散射实验的实验器械、实验现象 , 能使用凭证对研究的问题进行描绘、解说和展望。

（重难点）2. 知道卢瑟福的原子核式构造模型的主要内容，初步拥有现代物理的物质观。

（要点）3.知道原子的构成、原子和原子核大小的数目级。

【教具】多媒体、爱学平台【教课过程】一、引入一次播放图片，指引学生思虑：“这是什么？” ，学生经历从发现问题，到解决问题的思想过程，其实围观世界也经历了这样的过程，经过实验方法发现规律。

名师教学设计《原子的核式结构模型》完整教学教案一、教学目标1. 让学生了解原子的核式结构模型的概念及其发展过程。

2. 使学生掌握原子核和电子云的基本性质和相互作用。

3. 培养学生的实验操作能力和科学思维。

二、教学内容1. 原子的核式结构模型的提出2. 原子核和电子云的基本性质3. 原子核式结构模型的验证实验4. 原子核式结构模型在现代物理中的应用5. 原子核式结构模型的意义和局限性三、教学方法1. 采用讲授法，讲解原子的核式结构模型的概念、发展过程及其应用。

2. 利用多媒体演示原子核式结构模型的实验现象和原理。

3. 引导学生进行分组讨论，分析原子核式结构模型的验证实验结果。

4. 组织学生进行实验操作，培养学生的实践能力。

5. 采用提问、答疑等方式，激发学生的思考和探究兴趣。

四、教学准备1. 教学课件和视频资料。

2. 实验器材和试剂。

3. 分组讨论的指导材料。

五、教学过程1. 导入：通过回顾原子的基本概念，引导学生思考原子的内部结构。

2. 讲解：讲解原子的核式结构模型的提出背景、发展过程及其基本原理。

3. 演示：利用多媒体演示原子核式结构模型的实验现象和原理。

4. 分组讨论：引导学生分析原子核式结构模型的验证实验结果，培养学生的科学思维。

5. 实验操作：组织学生进行实验，使学生掌握原子核式结构模型的实际应用。

6. 总结：总结原子的核式结构模型的意义、局限性和在现代物理中的应用。

7. 作业布置：布置相关思考题和练习题，巩固所学知识。

8. 课后辅导：针对学生疑问进行解答，指导学生完成作业。

9. 课程反馈：收集学生对教学过程和教学内容的反馈意见，不断改进教学方法。

10. 教学评价：通过对学生的作业、实验表现和课堂讨论等方面的评价，了解学生对原子核式结构模型的掌握程度。

六、教学评估1. 评估内容：学生对原子的核式结构模型的理解、实验操作能力和科学思维的培养。

2. 评估方法：通过学生的作业、实验报告、课堂讨论和提问等方式进行评估。

高二物理作业日期0715 编号007 教师李明佛18.2 原子的核式结构模型导学案班级姓名学习目标知识与技能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α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。

引入新课汤姆生发现电子，根据原子呈电中性，提出了原子的枣糕模型。

新课学习1、α粒子散射实验原理、装置（1）α粒子散射实验原理：问题：汤姆生提出的原子模型是否对呢？（2）α粒子散射实验装置（3）实验的观察结果2、原子的核式结构的提出思考与讨论：用汤姆生的枣糕模型能否解释α粒子大角度散射？请同学们根据以下三方面去考虑：（1）α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）按照汤姆生的枣糕模型，α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α粒子的大角度偏转？为什么？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10-15～10-14m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，同学习小结一、汤姆孙的原子模型汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个、弥漫性地均匀分布在整个球体内，镶嵌在球中．汤姆孙的原子模型，小圆点代表正电荷，大圆点代表电子．汤姆孙的原子模型被称为西瓜模型或枣糕模型．该模型能解释一些实验现象，但后来被实验否定了．二、α粒子散射实验1．α粒子：是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，实质是失去两个电子的，带电荷，质量为质量的4倍．2．实验结果(1) α粒子穿过金箔后，基本沿原方向前进．(2) α粒子发生大角度偏转，偏转角甚至大于90°.3．卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了模型．三、卢瑟福的核式结构模型核式结构模型：1911年由卢瑟福提出，在原子中心有一个很小的核，叫．它集中了原子全部的和几乎全部的 ， 在正电体的外面运动．四、原子核的电荷与尺度1．电荷：原子核是由 和 组成的．原子核的电荷数就是核中的 ． 2．尺度：对于一般的原子核，实验确定的核半径R 的数量级为 m.而整个原子半径的数量级是m ．两者相差十万倍之多．可见原子内部是十分“空旷”的．五、对α粒子散射实验的认识α粒子散射实验(1909～1911年，英国，卢瑟福)1.实验装置⎩⎪⎨⎪⎧ 放射源：放出α粒子42He 金箔：靶子显微镜荧光屏可转动：观察工具2．实验过程：α粒子从铅盒射出，形成的细射线打在金箔上，被散射的α粒子打在荧光屏上产生闪光，用可转动的显微镜从不同角度进行观察．3．实验现象⎩⎪⎨⎪⎧ 绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进少数发生较大偏转极少数偏转超过90˚，像被金箔反弹回来六、两种模型对α粒子散射现象的分析1．汤姆孙枣糕模型对α粒子散射现象的分析(1)α粒子如果从原子之间或原子的中心线穿过，它受到周围正负电荷的库仑力是平衡的，α粒子不偏转．(2)α粒子如果偏离了原子之间的中心线穿过，则两侧的库仑力相当大一部分被抵消，α粒子偏转很小．(3)α粒子如果正对着电子射来，由于电子质量远小于α粒子的质量，α粒子速度大小及方向基本上不变，更不可能反弹，因此α粒子散射实验否定了汤姆孙的原子模型．2．卢瑟福核式结构模型对α粒子散射现象的分析(1)α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到的库仑斥力很小，α粒子运动方向改变极少，而由于原子核很小，这种机会就很多，因此绝大多数α粒子基本上仍沿原来的方向前进，如图(2)α粒子十分接近原子核穿过时，才受到很大的库仑斥力，偏转角才很大，而这种机会很少，因此，有少数α粒子发生大角度偏转，如图．(3)α粒子几乎是正对着原子核射来时，α粒子受到很大的库仑力，几乎是被原速率弹回，而这种机会更少，因此有极少数发生了近180°角的偏转，见上图．由此可见，α粒子散射实验建立了原子的核式结构，还估算出了原子核的大小．同步作业1、关于α粒子散射实验的下述说法中正确的是（）A、在实验中观察到的现象是绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来的方向前进，少数发生了较大偏转，极少数偏转超过90，有的甚至被弹回，接近180.B、使α粒子发生明显偏转的力是来自于带正电的核及核外电子，当α粒子接近核时，是核的排斥力使α粒子发生明显的偏转，当α粒子接近电子时，是电子的吸引力使之发生明显的偏转。

第十八章原子結構選修3-518.2原子的核式結構模型【教學目標】1．知道α粒子散射實驗。

2．知道原子的核式結構模型的主要內容，理解模型提出的主要思想。

3．知道原子的組成，瞭解原子核和原子大小的數量級。

重點：α粒子散射實驗難點：α粒子散射實驗【自主預習】1.湯姆孫原子模型：原子是一個球體，正電荷彌漫性地________分佈在整個球體內，電子________其中，有人形象地把湯姆孫模型稱為“西瓜模型”或“________模型”。

說明：湯姆孫的原子結構模型雖然能解釋一些實驗事實，但這一模型很快被新的實驗事實——α粒子散射實驗所否定。

2．α粒子散射實驗現象：絕大多數α粒子穿過金箔後，基本上________方向前進，但有少數α粒子(約占八千分之一)發生了________偏轉，偏轉的角度甚至大於90°，也就是說它們幾乎被“撞了回來”3．盧瑟福原子結構模型：原子中帶正電部分的體積很小，但幾乎佔有________品質，電子在正電體的________運動。

正電體的尺度是很小的，被稱為________。

所以盧瑟福的電子結構模型因而被稱為________結構模型。

4．原子由帶電荷________的核與核外Z個電子組成。

原子序數Z等於________與電子電荷大小的比值。

原子核由________和________組成的，原子核的電荷數就是核中的________數。

5．α粒子散射實驗1909～1911年盧瑟福和他的助手做了用α粒子轟擊金箔的實驗，獲得了重要的發現。

(1)實驗裝置(如圖18－2－1所示)說明：①整個實驗過程在真空中進行。

②金箔很薄，α粒子( 42He核)很容易穿過。

(2)實驗結果：絕大多數α粒子穿過金箔後，基本上仍沿原來的方向前進，但是有少數α粒子發生了大角度的偏轉，偏轉角度甚至大於90°，也就是說它們幾乎被“撞了回來”。

(3)實驗分析按照湯姆孫的“棗糕”原子模型，α粒子如果從原子之間或原子的中心線穿過時，它受到周圍的正負電荷作用的庫侖力是平衡的，α粒子不產生偏轉；如果α粒子偏離原子的中心軸線穿過，兩側電荷作用的庫侖力相當於一部分被抵消，α粒子偏轉很小；如果α粒子正對著電子射來，品質遠小於α粒子的電子不可能使α粒子發生明顯偏轉，更不可能使它反彈。