【核心素养】4.3原子的核式结构模型教案-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

4.3原子的核式结构模型 教案 【教材分析】 （一）教材分析 本节内容由电子的发现、原子的核式结构模型、原子核的电荷与尺度三部分组成，重点是电子的发现对人类认识原子结构的重要意义，以及卢瑟福在α粒子散射实验基础上提出的原子核式结构模型。本节内容开启了对原子结构发现历史与其科学研究方法的探索。教材通过介绍人类认识原子结构的过程，启发学生认识科学探究的意义。 【学情分析】 （一）学情分析 学生通过化学的学习，对于原子结构有一定的认识，但是科学家经历了怎样的过程，原子那么小，要用什么方法去研究，学生还不太了解，因此对于这一部分的学习，应该有一定的好奇心。有些问题可以引导学生思考，有些研究方法，也可以引导学生用之前所学习的物理知识去理解。 【教学目标】 （一）教学目标 物理观念：知道阴极射线及本质，了解电子及其比荷，知道原子的核式结构模型及原子核的电荷与尺度。 科学思维：掌握电子的电荷量、原子的核式结构模型，能够通过科学推理解决相关的问题。 科学探究：探究阴极射线的本质，理解α粒子散射实验，揭示实验本质，得出结论，体会科学家的探索方法，提高观察与实验的能力。 科学态度与责任：通过学习体验科学家探索科学的艰辛，坚持实事求是的科学态度，培养积极探索科学的兴趣。 【教学重难点】 （一）教学重难点 重点 了解电子及其比荷，知道原子的核式结构模型及原子核的电荷与尺度。 难点 探究阴极射线的本质，理解α粒子散射实验，揭示实验本质，得出结论，体会科学家的探索方法，提高观察与实验的能力。 【新课导入】 （一）新课导入 早在1858 年，德国物理学家普吕克尔就发现了气体导电时的辉光放电现象。 1876 年，德国物理学家戈德斯坦认为管壁上的荧光是由于玻璃受到的阴极发出的某种射线的撞击而引起的，这种射线被命名为阴极射线。 阴极射线的本质？ 赫兹：电磁波说 这种射线本质是一种电磁波的传播过程 汤姆逊：粒子说 这种射线本质是一种高速粒子流 【新课讲解】 （一）电子的发现 电子的发现 教师介绍汤姆孙，给出汤姆孙对射线本质的认识。 问：如果你也认为阴极射线是一种带点粒子流，要如何验证呢？请大家设计一下实验。 答：学生会利用电磁场的相关知识设计实验。引出汤姆孙的气体放电管，并且加以介绍。 教师介绍汤姆孙实验结果： ①1897 年，J. J. 汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷。比荷是氢离子（也就是质子）比荷的近两千倍。J. J. 汤姆孙认为，这可能表示阴极射线粒子电荷量的大小与一个氢离子一样，而质量比氢离子小得多。后来，他直接测到了阴极射线粒子的电荷量， 尽管测量不很准确，但足以证明这种粒子电荷量的大小与氢离子大致相同，这就表明他当初的猜测是正确的。 ②汤姆孙进一步发现，用不同材料的阴极做实验， 所得比荷的数值都是相同的。这说明不同物质都能发射这种带电粒子，它是构成各种物质的共有成分。组成阴极射线的粒子被称为电子。 电子发现的过程体现了科学实验的重要性。补充电子电荷量的测量。（密立根油滴实验） 教师介绍密立根油滴实验： 电子电荷的精确测定是在1909 1913年间由密立根通过著名的“油滴实验”做出的。目前公认的电子电荷e的值为e＝1.602176634×10-19C。密立根实验更重要的发现是：电荷是量子化的，即任何带电体的电荷只能是e的整数倍。从实验测到的比荷e的数值，可以确定电子的质量。现在人们普遍认为电子的质量为m＝9.109383 56×10 -31 kg。带电粒子的电荷量与其质量之比，即比荷，是一个重要的物理量。 发现电子以后，J. J. 汤姆孙又进一步研究了许多新现象，如光电效应、热离子发射效应和β射线等。他发现，不论阴极射线、光电流、热离子 ... ...