資源簡(jiǎn)介

教學(xué)設(shè)計(jì)
課程基本信息
學(xué)科 物理 年級(jí) 高二 學(xué)期 春季
課題 原子核的組成
教學(xué)目標(biāo)
物理觀念： ①知道天然放射性。 ②知道原子核是由質(zhì)子和中子組成，知道質(zhì)子、中子的基本物理性質(zhì)。 ③知道原子核的符號(hào)表示及其物理意義。 ④知道同位素的概念。 2、科學(xué)思維：通過(guò)發(fā)現(xiàn)組成原子核的質(zhì)子和中子的歷史過(guò)程，使學(xué)生認(rèn)識(shí)通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)探究和探索微觀結(jié)構(gòu)的研究方法。 3、科學(xué)探究：能夠根據(jù)原子核的表示方式，認(rèn)識(shí)各個(gè)元素的組成，形成結(jié)論。 4、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過(guò)發(fā)現(xiàn)組成原子核的質(zhì)子和中子的歷史過(guò)程，使其體會(huì)科學(xué)研究的艱巨性和嚴(yán)謹(jǐn)性。
教學(xué)內(nèi)容
教學(xué)重點(diǎn)： 三種射線的性質(zhì)和原子核的組成。
教學(xué)難點(diǎn)： 1.原子核的符號(hào)表示及物理意義。 2.感悟科學(xué)家經(jīng)歷的包含探究要素（問(wèn)題、證據(jù)、解釋、交流）的科學(xué)過(guò)程。
教學(xué)過(guò)程
【新課導(dǎo)入】 師：在前面的學(xué)習(xí)中，我們已經(jīng)知道原子并不是最小的組成單位，它由核外電子和原子核組成，那么原子核還可以再分嗎？它內(nèi)部的結(jié)構(gòu)又是什么樣的？今天我們就一起跟隨科學(xué)家的腳步，看看他們是如何一步一步揭開原子核秘密的。 【新課教學(xué)】 師：關(guān)于原子核內(nèi)部的信息，最早來(lái)自于天然放射現(xiàn)象。我們一起來(lái)看一段視頻，了解一下當(dāng)時(shí)法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。 （教師播放視頻） 師：貝克勒爾認(rèn)為這種射線不是X射線，他還進(jìn)一步指出，發(fā)出射線的能力是鈾原子自身的性質(zhì)。他的發(fā)現(xiàn)鼓舞了居里夫人，居里夫婦由此開始了對(duì)鈾和含鈾的各種礦石的深入研究。我們一起來(lái)簡(jiǎn)單了解一下他們的研究過(guò)程。 （教師播放視頻） 師：居里夫人把其中一種元素命名為釙（Po），另一種元素命名為鐳（Ra）。她確認(rèn)這種放射現(xiàn)象的起因在于原子內(nèi)部，并把物質(zhì)發(fā)出射線的性質(zhì)稱為放射性，把具有放射性的元素成為放射性元素。實(shí)際上人們后來(lái)發(fā)現(xiàn)，放射性并不是少數(shù)元素才有的，原子序數(shù)大于83的元素，都能自發(fā)地發(fā)出射線，原子序數(shù)小于或等于83的元素，有的也能發(fā)出射線。我們把放射性元素自發(fā)地發(fā)出射線的現(xiàn)象，叫做天然放射現(xiàn)象。 師：發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象不久后，人們接著開始思考，這些射線到底是什么呢？它們究竟是電磁波還是帶電微粒？我們有沒(méi)有什么辦法來(lái)驗(yàn)證一下？ （學(xué)生思考） 師：根據(jù)前面的學(xué)習(xí)我們已經(jīng)知道，運(yùn)動(dòng)的帶電微粒在磁場(chǎng)中會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，利用這個(gè)性質(zhì)，人們?cè)O(shè)計(jì)了這樣的實(shí)驗(yàn)，我們一起來(lái)看一下。 師：人們將放射性源鈾，釙（Po）或鐳（Ra），放入用鉛做成的容器中，在側(cè)邊開一個(gè)小孔，讓射線只能從小孔射出，成為細(xì)細(xì)的一束，并在射線經(jīng)過(guò)的空間施加磁場(chǎng)。然后人們發(fā)現(xiàn)，射線經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)分裂成了三束。 師：我們換個(gè)角度來(lái)看一下，根據(jù)三種射線在磁場(chǎng)中出現(xiàn)的不同運(yùn)動(dòng)軌跡，你能判斷出它們分別帶什么電荷嗎？ 師：我們知道運(yùn)動(dòng)的帶電粒子在磁場(chǎng)中會(huì)受到洛倫茲力而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，因此根據(jù)左手定則，我們可以判斷出，向左偏轉(zhuǎn)的這一束帶的是正電，向右偏轉(zhuǎn)的這一束帶的就是負(fù)電了，人們把它們分別叫做α射線和β射線，中間這束射線沒(méi)有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明它不帶電，我們把它叫做γ射線。當(dāng)時(shí)人們并不知道這些射線是什么，所以才會(huì)用α、β、γ來(lái)命名它們。后來(lái)經(jīng)過(guò)科學(xué)家們的不懈努力，人們終于弄清楚了這三種射線的真面目。請(qǐng)大家閱讀課本，并整理三種射線的特征，完成下面的表格。 射線種類射線組成射出速度電離能力穿透能力α射線β射線γ射線
（學(xué)生閱讀課本，并填寫表格） 師：這三種射線的電離能力和穿透能力怎么樣呢？我們一起來(lái)看一下。 （教師播放視頻） 師：這些射線是由微觀粒子組成的，肉眼是看不到的，如果我們想要看到它們的存在，就需要借助射線探測(cè)裝置。威耳遜云室就是一種常見的射線探測(cè)裝置，下面我們一起借助它來(lái)觀察一下α射線的徑跡。 （教師播放視頻） 師：人們通過(guò)實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，元素的放射性和它的存在形式無(wú)關(guān)。而且放射的強(qiáng)度不受外界溫度，壓強(qiáng)的影響，這說(shuō)明射線與核外電子無(wú)關(guān)，也就是說(shuō)射線來(lái)自原子核內(nèi)部，人們開始意識(shí)到原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的。 原子核內(nèi)部的結(jié)構(gòu)會(huì)是什么樣的？ 一、原子核的組成 質(zhì)子的發(fā)現(xiàn): 1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核，得到了質(zhì)子，用字母P來(lái)表示。經(jīng)過(guò)研究證明，質(zhì)子帶正電荷，其電量和一個(gè)電子的電量相同，它的質(zhì)量等于一個(gè)電子質(zhì)量的1836倍。進(jìn)一步研究表明，質(zhì)子的性質(zhì)和氫原子核的性質(zhì)完全相同，所以質(zhì)子就是氫原子核。 師：科學(xué)家們用同樣的方法，從氟、鈉、鋁的原子核中打出了質(zhì)子。這就說(shuō)明質(zhì)子是原子核的組成部分。 （二）中子的發(fā)現(xiàn)： 【思考】：原子核只由質(zhì)子組成嗎？（引導(dǎo)學(xué)生思考） 假設(shè)：原子核只由質(zhì)子組成，那么 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：然而實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。說(shuō)明核內(nèi)除了質(zhì)子還有其他物質(zhì)！ 【歸納總結(jié)】： 中子（N 或） 不帶電 質(zhì)量為 師：科學(xué)家在對(duì)各種對(duì)原子核進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，都發(fā)現(xiàn)原子核是由質(zhì)子和中子組成，因此質(zhì)子和中子是組成原子核的兩種基本粒子。 二、原子核的表示: 師：那么知道了原子核的組成，我們?cè)賮?lái)看一下它的表示方法？ X：表示元素符號(hào) A：表示質(zhì)量數(shù)。 Z：表示電荷數(shù)。 質(zhì)子數(shù)=原子序數(shù)=核外電荷數(shù) 質(zhì)量數(shù)=核子數(shù)=中子數(shù)+質(zhì)子數(shù) 舉例：表示氦原子核有2個(gè)質(zhì)子，質(zhì)量數(shù)為4，有2個(gè)中子。 三、同位素 師：科學(xué)家在自然界中發(fā)現(xiàn)了一類質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的元素，把它們互稱為同位素。常見的同位素：氕 氘 氚 【課堂總結(jié)】 這節(jié)課我們一起學(xué)習(xí)了原子核的組成和它的表示符號(hào)。我們還跟著科學(xué)家們一起經(jīng)歷了探索微觀世界的過(guò)程，他們都是在觀察到的，確切的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，大膽猜想，合理推理，再經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的驗(yàn)證，最終才得到了我們今天看到的一個(gè)個(gè)科學(xué)理論。對(duì)于看不到也摸不著的微觀世界，如果沒(méi)有科學(xué)家們?cè)趯?shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，結(jié)合已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，展開大膽的，富有想象力的猜想，設(shè)計(jì)出一個(gè)個(gè)新的，有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性理論，就不會(huì)有今天物理學(xué)的輝煌成就了。 【鞏固練習(xí)】 1、用符號(hào)表示以下原子核，并說(shuō)出原子核的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)。 （1）α粒子 （2）質(zhì)量數(shù)為14的碳原子核 （3）電荷數(shù)為8、質(zhì)量數(shù)為17的氧原子核 （4）質(zhì)量數(shù)為40的鉀原子核 2、如圖所示，P為放在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的天然放射源，其放出的射線在電場(chǎng)作用下分成a、b、c三束，以下判斷正確的是（ ） a為α射線，b為β射線 a為β射線，b為γ射線 b為γ射線，c為α射線 b為α射線，c為γ射線

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