高中物理：原子的核式结构模型教案
4.3 原子的结构核式模型(教学设计)高中物理(人教版2019选择性必修第三册)
第3节原子的结构核式模型教学设计科学家在研究稀薄气体放电时发现，当玻璃管内的气体足够稀薄时，阴极就发出一种射线。
它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光，这种射线的本质是什么呢？这种射线称为阴极射线（cathode ray）。
对这种射线本质（一）阴极射线的本质19世纪，对阴极射线本质的认识有两种观点:一种观点认为阴极射线像X射线一样是电磁辐射代表人物赫兹另一种观点认为阴极射线是带电微粒代表人物汤姆孙提问：如果是你，你将设计怎样的实验，来探究阴极射线的本质是电磁波还是带电粒子流？让阴极射线沿垂直场的方向通过电场或磁场，观察它是否偏转如果阴极射线发生了偏转，那么阴极射线就是在电场力或洛伦兹力的作用下偏转的，说明阴极射线的本质是带电粒子流。
如果阴极射线没有发生偏转，表示阴极射线不带电，说明阴极射线的本质是电磁波(二)阴极射线实验J.J.汤姆孙对阴极射线进行了一系列的实验研究。
他确认阴极射线是带电的粒子。
自1890年起开始研究。
1.实验装置：真空玻璃管、阴极、阳极和感应圈.2.实验现象：感应圈产生的高电压加在两极之间，玻璃管壁上发出荧光。
3.阴极射线：荧光是由于玻璃受到阴极发出的某种射线的撞击而引起的，这种射线命名为阴极射线.4.阴极射线是带负电的粒子5.测定带电粒子的比荷q/m换用不同材料的阴极做实验,所得比荷的数值都相同,是氢离子比荷的近两千倍.证明这种粒子是构成各种物质的共有成分.电体的电荷只能是e的整数倍。
从实验测到的比荷及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：me＝9.109 383 56 × 10 -31 kg质子质量与电子质量的比值为:1836小试牛刀【例题】(多选)如图所示是J.J.汤姆孙的气体放电管的示意图，下列说法中正确的是(AC)A．若在D1、D2之间不加电场和磁场，则阴极射线应打到最右端的P1点B．若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向下偏转C．若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向上偏转D．若在D1、D2之间加上垂直纸面向里的磁场，则阴极射线不偏转7300倍。
高中物理第2章原子结构2.2原子的核式结构模型教案鲁科版选修3_
第2节原子的核式结构模型●课标解读1．知道α粒子散射实验的原理、实验装置及实验结果．2．从α粒子散射实验的结果分析到卢瑟福建立原子的核式结构模型过程，体会科学实验与思维相结合的物理研究方法．3．知道原子的核式结构模型，并能成功解释α粒子的散射实验现象．●教学地位从汤姆孙的原子结构模型到卢瑟福的原子的核式结构模型的建立，既渗透科学探究的因素教学，又进行了模型法的教学，并将卢瑟福的原子的核式结构模型与行星结构相类比，指出大自然的和谐统一的美，渗透哲学教育．通过学生对α粒子散射实验现象的讨论与交流，顺理成章地否定了葡萄干面包模型，并开始建方新的模型．希望这一部分由学生自己完成，教师总结，总结时，突出汤姆孙原子模型与α粒子散射实验之间的矛盾，可以将α粒子分别穿过葡萄干面包模型和核式结构模型的不同现象用动画模拟，形成强烈的对比，突破难点．得到卢琴福的原子的核式结构模型后再展示立体动画α粒子散射模型，使学生有更清晰的直观形象、生动的认识．α粒子散射实验是教学的重点，高考的热点.●新课导入建议问题导入 卢瑟福用α粒子轰击金箔时，发现少数α粒子发生了大角度偏转，这是用汤姆孙的原子模型解释不通的．你能解释这种现象吗？本节课请同学们和老师一起解决此问题． ●教学流程设计课前预习安排：1.看教材2.填写【课前自主导学】同学之间可进行讨论⇒步骤1：导入新课，本节教学地位分析⇒步骤2：老师提问，检查预习效果可多提问几个学生⇒错误!⇓步骤7：指导学生完成【当堂双基达标】，验证学习情况⇒步骤6：完成“探究重在讲解α粒子散射实验中的功能问题⇐步骤5：师生互动完成“探究方式同完成探究1相同⇐步骤4：让学生完成【迁移应用】，检查完成情况并点评⇓步骤8：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课后知能释．(难点)1.(1)实验目的α粒子通过金箔时，用这些已知的粒子与金属内的原子相互作用，根据粒子的偏转情况来获得原子内部的信息．(2)实验方法用由放射源发射的α粒子束轰击金箔，利用荧光屏接收，探测通过金箔后的α粒子偏转情况．(3)实验结果绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大的偏转，有极少数α粒子偏转角超过了90°，有的甚至被原路弹回，α粒子被反射回来的概率竟然有1/8_000.2．思考判断 (1)α粒子散射实验主要实验器材有：放射源、金箔、荧光屏、显微镜．(√) (2)金箔的厚薄对实验无影响．(×)(3)实验装置放在真空中．(√)3．探究交流卢瑟福为何选用α粒子去轰击金箔？【提示】 因为当时已经发现了α射线和β射线，并且，组成α射线的α粒子是具有很大动能的带电粒子，适合做轰击金属的“炮弹”．另外，金具有较大的密度和很好的延展性，能够做成很薄的箔片．1.(1)核式结构模型①原子的内部有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内，带负电的电子绕核运动．②原子的核式结构模型又被称为行星模型．(2)原子的大小①原子直径数量级：10－10 m.②原子核直径数量级：10－15_m.2．思考判断(1)原子内部正电荷是均匀分布的．(×)(2)原子的质量是均匀分布的．(×)(3)原子的几乎全部质量都集中在原子核内．(√)3．探究交流卢瑟福的原子模型是如何解释α粒子散射实验结果的？【提示】α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到的库仑斥力就很小，运动方向也改变很小．只有当α粒子十分接近核时，才受到很大的库仑斥力，发生大角度的偏转．由于核很小，α粒子十分接近的机会很小，所以绝大多数α粒子基本上仍沿原方向前进，只有极少数发生大角度偏转.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．按照葡萄干面包模型，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？1．实验背景α粒子散射实验是卢瑟福和他的合作者做的一个著名的物理实验，实验的目的是想证实汤姆孙原子模型的正确性，实验结果却成了否定汤姆孙原子模型的有力证据．在此基础上，卢瑟福提出了原子核式结构模型．2．实验装置如图2－2－1所示，由放射源、金箔、荧光屏等组成．图2－2－13．实验分析(1)由于电子质量远小于α粒子质量，所以电子不可能使α粒子发生大角度偏转．(2)使α粒子发生大角度偏转的只能是原子中带正电的部分．按照汤姆孙原子模型，正电荷在原子内是均匀分布的，α粒子穿过原子时，它受到的两侧斥力大部分抵消，因而也不可能使α粒子发生大角度偏转，更不能使α粒子反向弹回，这与α粒子的散射实验相矛盾．(3)实验现象表明原子绝大部分是空的，原子的几乎全部质量和所有正电荷都集中在原子中心的一个很小的核上，否则，α粒子大角度散射是不可能的．4．实验意义(1)否定了汤姆孙的原子结构模型．(2)提出了原子核式结构模型，明确了原子核大小的数量级．1．整个实验装置及实验过程必须在真空中进行．2．α粒子是氦核，穿透能力很弱，因此金箔必须很薄，α粒子才能穿过．(2013·昌江高二检测)如图2－2－2所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中A、B、C、D四个位置时，观察到的现象，下述说法中正确的是( )α粒子散射实验装置图2－2－2A．放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B．放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置稍少些C．放在C、D位置时，屏上观察不到闪光D．放在D位置时，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少【审题指导】解此题的关键是正确掌握α粒子散射实验的现象，以便确定观察位置．【解析】在卢瑟福α粒子散射实验中，α粒子穿过金箔后，绝大多数α粒子仍沿原来的方向前进，故A正确，少数α粒子发生较大偏转，极少数α粒子偏转角度超过90°，极个别α粒子被反射回来，故B、C错，D对．【答案】AD1．英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔，发现了α粒子的散射现象．如图所示，O 表示金原子核的位置，则能正确表示该实验中经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹的是( )【解析】α粒子散射的原因是原子核对其有库仑斥力的作用，离核越近，斥力越大，偏转越明显．当正好击中原子核时，由于α粒子质量较小而反弹．所以B、D选项正确．不同解释【问题导思】1．两种原子结构模型中正电荷及质量分布有什么区别？2．汤姆孙原子结构模型能解释α粒子的大角度偏转吗？3．卢瑟福的核子结构模型如何解释α粒子的散射现象？离可以估算原子核的大小．现有一个α粒子以2.0×107 m/s 的速度去轰击金箔，若金原子的核电荷数为79.求α粒子与金原子核间的最近距离(已知带电粒子在点电荷电场中的电势能表达式为E p ＝k q 1q 2r ，r 为距点电荷的距离．α粒子质量为6.64×10－27 kg)． 【审题指导】 (1)明确α粒子的运动为沿粒子与原子核连线的直线运动．(2)当动能减为零时，电势能最大，离原子核最近．(3)原子核的大小应该比最近距离小一些．【解析】 当α粒子靠近原子核运动时，α粒子的动能转化为电势能，达到最近距离时，动能全部转化为电势能，设α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离为d ，则12mv 2＝k q 1q 2d. d ＝2kq 1q 2mv 2＝2×9.0×109－1926.64×10－2772 m ＝2.7×10－14 m.【答案】 2.7×10－14 m2．卢瑟福在α粒子散射实验中，测出当α粒子(42He)与金核(197 79Au)发生对心碰撞时，α粒子接近金核的最小距离约为2.0×10－14 m ，试估算金核的密度．(结果保留一位有效数字)【解析】 本题要建立一个模型，α粒子接近金核的最小距离认为是金核的半径．金核(197 79Au)中有197个核子，每个核子的质量约为1.67×10－27 kg ，把金核看做一个球体，其半径约为r ＝2.0×10－14 m ，则金核的体积为：V ＝43πr 3＝43×3.14×(2.0×10－14)3 m 3 ＝3.3×10－41 m 3，金核的质量为：m ＝197m 0＝197×1.67×10－27 kg＝3.3×10－25 kg ，金核的密度为：ρ＝m V ＝1.0×1016 kg/m 3163(2013·龙岩检测)图2－2－3如图2－2－3所示，根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹．在α粒子从a 运动到b，再运动到c的过程中，下列说法中正确的是( )A．动能先增大，后减小B．电势能先减小，后增大C．电场力先做负功，后做正功，总功等于零D．加速度先变小，后变大【审题指导】α粒子在库仑力的作用下发生偏转，通过电场力做功使粒子的动能和电势能之间相互转化．电场力做功情况分析是解决本题的关键．【规范解答】根据卢瑟福提出的核式结构模型，原子核集中了原子的全部正电荷，即原子核外的电场分布与正点电荷电场类似．α粒子从a运动到b，电场力做负功，动能减小，电势能增大；从b运动到c，电场力做正功，动能增大，电势能减小；a、c在同一条等势线上，则电场力做的总功等于零，A、B错误，C正确；a、b、c三点的场强关系E a＝E c＜E b，故α粒子的加速度先变大，后变小，D错误．【答案】 Cα粒子散射实验中的功能问题α粒子接近原子核时，电场力做负功，α粒子的动能减小，电势能增加；反之，α粒子离开原子核时，电场力做正功，α粒子的动能增加，电势能减小．α粒子接近原子核的过程是一个加速度变大的减速过程，所以解决相关的问题优先考虑功能规律．【备课资源】(教师用书独具)核物理之父——卢瑟福卢瑟福被公认为是20世纪最伟大的实验物理学家，在放射性和原子结构等方面，都作出了重大的贡献．他还是最先研究核物理的人．除了理论上非常重要以外，他的发现还在很大范围内有重要的应用，如核电站、放射标志物以及运用放射性测定年代等．他对世界的影响极其深远，并且其影响还将持久保持下去．他被称为近代原子核物理学之父．卢瑟福一生还有很多逸闻趣事．1．有个外号叫“鳄鱼”卢瑟福从小家境贫寒，通过自己的刻苦努力，这个穷孩子完成了他的学业．这段艰苦求学的经历培养了卢瑟福一种认准了目标就百折不回、勇往直前的精神．后来他的学生为他起了一个外号——鳄鱼，并把鳄鱼徽章装饰在他的实验室门口．因为鳄鱼从不回头，它张开吞食一切的大口，不断前进.2．摇身一变成为“化学家”1908年，卢瑟福获得该年度的诺贝尔化学奖，他对自己不是获得物理学奖感到有些意外，他风趣地说：“我竟摇身一变，成为一位化学家了！”“这是我一生中绝妙的一次玩笑！”3．杰出的学科带头人卢瑟福还是一位杰出的学科带头人，被誉为“从来没有树立过一个敌人，也从来没有失去一位朋友”的人．在他的助手和学生中，先后荣获诺贝尔奖的竟多达12人.1922年度诺贝尔物理学奖的获得者玻尔曾深情地称卢瑟福是“我的第二个父亲”．科学界中，至今还传颂着许多卢瑟福精心培养学生的小故事．4．是我制造了波浪卢瑟福属于那种“性格极为外露”的人，他总是给那些见过他的人留下深刻的印象．他个子很高，声音洪亮，精力充沛，信心十足，并且极不谦虚．当他的同事评论他有不可思议的能力并总是处在科学研究的“浪尖”上时，他迅速回答道：“说得很对，为什么不这样？不管怎么说，是我制造了波浪，难道不是吗？”几乎所有的科学家都同意这一评价．5．最后一个土豆1895年，在农场挖土豆的卢瑟福收到了英国剑桥大学发来的通知书，通知他已被录取为伦敦国际博览会的奖学金学生．卢瑟福接到通知书后扔掉挖土豆的锄头，喊道：“这是我挖的最后一个土豆啦！”1．(2013·泉州检测)卢瑟福提出原子的核式结构学说的根据是α粒子轰击金箔的实验，在实验中他发现α粒子( )A．全部穿过或发生很小的偏转B．全部发生很大的偏转，甚至有的被反弹回C．绝大多数不发生或只发生很小的偏转，有极少数发生很大的偏转，个别甚至被反弹回D．绝大多数发生很大的偏转，甚至被反弹回，只有少数穿过【解析】根据卢瑟福的核式结构学说，原子有一个很小的核，集中了原子全部正电荷和几乎全部质量，核外巨大空间为电子的运动空间．因此飞过来的α粒子与原子核正碰而被反弹回的几率非常小，并且与原子核比较近，受库仑力作用发生较大偏转的机会也不多，故绝大多数α粒子离核较远，受库仑力很小，基本上沿直线运动．选项C正确．【答案】 C2．α粒子散射实验结果表明( )A．原子中绝大部分是空的B．原子中全部正电荷都集中在原子核上C．原子内有中子D．原子的质量几乎全部都集中在原子核上【解析】在α粒子散射实验中，绝大多数α粒子穿过金箔时其运动方向基本不变，只有少数α粒子发生较大角度的偏转，这说明原子的全部正电荷和几乎所有的质量都集中在一个很小的核上，这个核就叫原子核．原子核很小，只有少数α粒子在穿过金箔时接近原子核，受到较大库仑力而发生偏转；而绝大多数α粒子在穿过金箔时，离原子核很远，所受库仑斥力很小，故它们的运动方向基本不变．所以本题正确选项为【答案】ABD 3．在α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，是因为( )A．α粒子与电子根本无相互作用B．α粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的C．α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计D．电子很小，α粒子碰撞不到电子【解析】α粒子与电子之间存在着相互作用力，这个作用力是库仑引力，但由于电子质量很小，不到α粒子质量的17 000，碰撞时对α粒子的运动影响极小，几乎不改变运动方向，就像一颗子弹撞上一粒尘埃一样．故正确答案为C.【答案】 C4．(2013·厦门检测)α粒子散射实验中，当α粒子最接近原子核时，α粒子符合下列哪种情况( )A．动能最小B．势能最小C．α粒子与金原子组成的系统的能量最小D．所受原子核的斥力最大【解析】α粒子在接近金原子核的过程中，要克服库仑力做功，动能减少，电势能增加．两者相距最近时，动能最小，电势能最大，总能量守恒．根据库仑定律，距离最近时，斥力最大．【答案】AD5．关于原子结构理论与α粒子散射实验的关系，下列说法正确的是( )A．卢瑟福做α粒子散射实验是为了验证汤姆孙的“枣糕模型”是错误的B．卢瑟福认识到汤姆孙“枣糕模型”的错误后提出了“核式结构”理论C．卢瑟福的α粒子散射实验是为了验证“核式结构”理论的正确性D．卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论【解析】卢瑟福设计的α粒子散射实验是为了探究原子的结构，并非为了验证汤姆孙模型是错误的，A错误；卢瑟福并不是认识到“枣糕模型”的错误而提出“核式结构”理论，B错误；卢瑟福做了α粒子散射实验后，由实验现象而提出了“核式结构”结论，C 错误，D正确．【答案】 D。
4.3原子的核式结构模型 教案-2021-2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修3
4.3原子的核式结构模型〖教材分析〗首先通过实验说明阴极射线的存在，最后通过实验研究发现了电子。
电子的发现说明原子不是组成物质的最小微粒，对揭示原子结构有重大意义。
在此基础上汤姆孙提出了西瓜模型，a粒子散射实验结构否定了西瓜模型，提出了原子的核式结够模型。
〖教学目标与核心素养〗物理观念∶知道原子核式结够模型，体会物理模型建立的艰辛。
科学思维∶通过a粒子散射实验，知识通过宏观分析研究微观世界的方法。
科学探究：通过观察电子的发现过程实验和a粒子散射实验过程培养学生观察能力，感悟以实验为基础的科学探究方法。
科学态度与责任∶体会研究微观世界的一种科学方法，以及在科学方法论中的重要意义。
学习老科学家们的艰苦奋斗的精神，激发学生学习热情。
〖教学重难点〗教学重点：电子发现的过程、a粒子散射实验和原子核式结构。
教学难点：a粒子散射实验。
〖教学准备〗多媒体课件等。
〖教学过程〗一、新课引入科学家在研究稀薄气体放电时发现，当玻璃管内的气体足够稀薄时，阴极就发出一种射线。
它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光，这种射线的本质是什么呢?这种射线称为阴极射线。
历史上对阴极射线本质的认识有两种观点：德国科学赫兹认为原子就是最小的粒子，阴极射线是电磁波；英国科学汤姆孙他认为阴极射线是由运动的带电粒子组成的。
二、新课教学（一）电子的发现1.汤姆孙实验装置①K 产生阴极射线②A 、B 形成一束细细射线③D 1、D 2之间加电场或磁场检测射线的带电性质④荧光屏显示阴极射线到达的位置，可以研究射线的径迹。
问题：阴极射线的本质，通过什么原理来测定呢？ 因为带电粒子会在电场或磁场中偏转。
所以让阴极射线沿垂直场的方向通过电场或磁场，观察它是否偏转。
如果阴极射线发生了偏转，那么阴极射线就是在电场力或洛伦兹力的作用下偏转的，说明阴极射线的本质是带电粒子流。
如果阴极射线没有发生偏转，表示阴极射线不带电，说明阴极射线的本质是电磁波。
2.汤姆孙发现电子汤姆孙发现，如果不加电场和磁场阴极射线就会直接打到p 1。
人教版高中物理选修3-5 18.1-2电子的发现 原子的核式结构模型教学课件共29张PPT
二。卢瑟福的原子核式结构
1、在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核． 2、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原 子核里． 3、带负电的电子在核外空间绕着核旋转．
课堂巩固
1.α粒子散射实验中，卢瑟福用α粒子轰击金箔， 下列四个选项中哪一项属于实验得到的正确结果
（B）
A．α粒子穿过金箔时都不改变方向 B．少数α粒子穿过金箔时有较大的偏转 C．绝大多数α粒子穿过金箔时有较大的偏转 D．α粒子穿过金箔时都有较小的偏转
汤姆孙的原子模型
汤姆孙的原子模型: 原子是一个球体；正电核 均匀分布在整个球内，而 电子就像大枣镶嵌在蛋糕 里那样镶嵌在原子里面．
汤姆孙的“枣糕模型”对吗？
正电荷
电子 勒纳德用电子轰击金属膜
一。α粒子散射实验 1.实验装置
全部设备装在真空中。
卢瑟福
2.实验步骤
（1）α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线， 射到荧光屏上产生闪光，通过放大镜可以看到这些闪 光点。
中正确的是：（ C ）
A.说明α粒子的速度很大 B.说明α粒子的质量比金原子还大 C.说明金原子的内部大部分是空的 D.说明金原子也是个球体
3、（2017·江苏·1）下列说法中正确的是 （C） A.质子与中子的质量不等，但质量数相等 B.两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于 库仑力 C.同一种元素的原子核有相同的质量数，但中子 数可以不同 D.除万有引力外，两个中子之间不存在其它相互 作用力
2.卢瑟福α粒子散射实验表明（ D ）
A．原子带正电 B．原子是一个球体 C．电子在任意一个圆形轨道上运动 D．原子内部的正电荷并不是均匀分布的，而是集 中在很小的体积内
三。原子核的电荷与尺度
1.原子的组成
高中物理_原子的核式结构模型教学设计学情分析教材分析课后反思
教学设计【课标分析】本节课课标要求是：了解人类探索原子及其结构的历史，知道原子的核式结构模型。
本节课可以培养学生科学思维：基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑和批判，进行检验和修正，进而提出创造性见解的能力与品格。
知道所有物理结论都必须接受实践的检验，在学习和研究中做到实事求是，不迷信权威，能与他人合作。
【教材分析】原子的核式结构选自人教版选修3-5第十八章第2节，第1节电子的发现打破了原子不可分割的学说，带负点的小质量电子和带正电的部分如何构成原子？汤姆孙建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定了汤姆孙的原子模型，提出了原子的核式结构模型。
α粒子散射实验和原子核式结构的内容是本节教学的重点。
同时卢瑟福和原子核式结构的局限性有为进一步研究原子核式结构设置了悬念。
所以本节课在本章有承上启下的作用。
α粒子散射实验是一个很重要的实验，体现了研究微观世界的一种科学方法，也是一个锻炼学生分析问题、解决问题的知识点。
对卢瑟福如何分析α粒子散射实验，否定汤姆孙原子模型，提出原子核式结构模型的了解，有利于学生学习人类研究微观世界的科学方法，提高自己分析、解决问题的能力。
【学情分析】知识基础：学生初中时已经知道原子是组成物质的最小微粒，对电子也有一定程度的了解，但对原子物理学史的了解很少，对核式结构有一定的了解，但无法进行深入探究。
兴趣情况：学生对有趣的现象兴趣比较大，但对深入探究、探寻本质的兴趣还要引导。
能力情况：学生对现象的观察没有问题，但总结归纳能力需要将加强。
【教学目标】1.了解α粒子散射实验的实验器材、实验现象,能使用证据对研究的问题进行描述、解释和预测。
（重难点）2.知道卢瑟福的原子核式结构模型的主要内容，初步具有现代物理的物质观。
（重点）3.知道原子的组成、原子和原子核大小的数量级。
【教具】多媒体、爱学平台【教学过程】一、引入一次播放图片，引导学生思考：“这是什么？”，学生经历从发现问题，到解决问题的思维过程，其实围观世界也经历了这样的过程，通过实验方法发现规律。
高中物理《原子的核式结构模型》教学设计练习含答案
《原子的核式结构模型》教学设计教学目标：1．α粒子散射实验结果：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°。
2．原子结构模型：在原子的中心有一个很小的核叫原子核，原子的所有正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕核旋转。
3．原子核由质子和中子组成，原子核的电荷数等于原子核中的质子数。
4．原子半径的数量级为10－10m，原子核半径的数量级为10－15 m。
新课教学：一、汤姆孙的原子模型汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌在球中。
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α粒子散射实验否定了。
二、α粒子散射实验1．α粒子α粒子是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，含有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的4倍。
2．实验方法用α粒子源发射的α粒子束轰击金箔，用带有荧光屏的放大镜，在水平面内不同方向对散射的α粒子进行观察，根据散射到各方向的α粒子所占的比例，可以推知原子中正、负电荷的分布情况。
3．实验装置4．实验现象(1)绝大多数的α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进。
(2)少数α粒子发生了大角度偏转；偏转的角度甚至大于90°，它们几乎被“撞了回来”。
5．实验意义：卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了核式结构模型。
三、卢瑟福的核式结构模型1．核式结构模型：1911年由卢瑟福提出，原子中带正电的部分体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动。
2．原子核的电荷与尺度同步练习：1．自主思考——判一判(1)汤姆孙的枣糕式模型认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内。
(√)(2)α粒子带有一个单位的正电荷，质量为氢原子质量的2倍。
原子的核式结构模型
18.2原子的核式结构模型导学案【教学目标】1．知道α粒子散射实验。
2．知道原子的核式结构模型的主要内容，理解模型提出的主要思想。
3．知道原子的组成，了解原子核和原子大小的数量级。
重点：难点：α粒子散射实验【自主预习】1.汤姆孙原子模型：原子是一个球体，正电荷弥漫性地________分布在整个球体内，电子________其中，有人形象地把汤姆孙模型称为“西瓜模型”或“________模型”。
说明：汤姆孙的原子结构模型虽然能解释一些实验事实，但这一模型很快被新的实验事实——α粒子散射实验所否定。
2．卢瑟福原子结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有________质量，电子在正电体的________运动。
正电体的尺度是很小的，被称为________。
所以卢瑟福的原子结构模型因而被称为________结构模型。
3．原子由带电荷________的核与核外Z个电子组成。
原子序数Z等于________与电子电荷大小的比值。
原子核由________和________组成的，原子核的电荷数就是核中的________数。
原子半径数量级-----核半径数量级-----4．α粒子散射实验1909～1911年卢瑟福和他的助手做了用α粒子轰击金箔的实验，获得了重要的发现。
(1)实验装置(如图18－2－1所示)说明：①整个实验过程在真空中进行。
②金箔很薄，α粒子( 42He核)很容易穿过。
(2)实验结果：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了大角度的偏转，偏转角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞了回来”。
合作探究1.汤姆孙模型为什么不能解释α粒子散射实验？2.原子的核式结构模型提出的依据是什么？3.假设原子核有一个篮球大，按照比例，原子有多大？课堂检测1．关于α粒子散射实验，下列说法正确的是()A．该实验在真空环境中进行B．带有荧光屏的显微镜可以在水平面内的不同方向上移动C．荧光屏上的闪光是散射的α粒子打在荧光屏上形成的D．荧光屏只有正对α粒子源发出的射线方向上才有闪光2．在α粒子的散射实验中，使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对α粒子的() A．万有引力 B．库仑力C．磁场力D．核力3.卢瑟福对α粒子散射实验的解释是( )A．使α粒子产生偏转的力主要是原子中电子对α粒子的作用力B．使α粒子产生偏转的力是库仑力C．原子核很小，α粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进D．能产生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子4．α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，这是因为()A．α粒子与电子根本无相互作用B．α粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的C．α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计D．电子很小，α粒子碰撞不到电子5．在α粒子散射实验中，当在α粒子最接近原子核时，关于描述α粒子的有关物理量情况正确的是()A．动能最小B．势能最小C．α粒子与金原子核组成的系统能量最小D．α粒子所受金原子核的斥力最大6.用α粒子撞击金原子核发生散射，图11－2中关于α粒子的运动轨迹正确的是()A．aB．bC．cD．d7．如图11－3所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一金属原子核附近时的示意图，A、B、C三点分别位于两个等势面上，则以下说法正确的是()A．α粒子在A处的速度比在B处的速度小B．α粒子在B处的速度最大C．α粒子在A、C处的速度大小相等D．α粒子在B处速度比在C处速度小。
原子的核式结构模型 (教案)——高中物理人教版(2019)选择性必修三
教案（二）原子的核式结构模型 1．J.J.汤姆孙的原子模型J ．J.汤姆孙认为，原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中。
有人形象地把他的这个模型称为“西瓜模型”或“枣糕模型”。
该模型能够解释一些实验现象，后来，被α粒子散射实验完全否定了。
2．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，质量为氢原子质量的4倍。
(2)实验装置如图，被铅块包围的α粒子源R 发射的α粒子经过一条细通道，形成一束射线，打在金箔F 上。
显微镜M 带有荧光屏S ，可以在水平面内转到不同的方向对散射的α粒子进行观察。
(3)实验结果：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子⎝ ⎛⎭⎪⎫约占18000发生了大角度偏转，极少数偏转的角度甚至大于90°，也就是说，它们几乎被“撞了回来”。
(4)卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了J.J.汤姆孙的原子模型，建立了原子的核式结构模型：原子中带正电部分(原子核)的体积□11很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动。
3.对实验结果的分析：a ．电子不可能使α粒子发生大角度散射。
α粒子跟电子碰撞过程中，两者动量的变化量相等。
由于α粒子的质量是电子质量的7 300倍，在碰撞前后，质量大的α粒子速度几乎不变，而质量小的电子速度要发生改变。
因此，α粒子与电子正碰时，不会出现被反弹回来的现象。
即使发生非对心碰撞时，α粒子也不会有大角度的偏转。
b ．按照汤姆生的原子模型，正电荷在原子内部均匀地分布，α粒子穿过原子时，由于粒子两侧正电荷对它的斥力有相当大一部分互相抵消，使α粒子偏转的力也不会很大。
α粒子的大角度散射现象，说明了葡萄干布丁模型不符合原子结构的实际情况。
c ．实验中发现少数α粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些α粒课后作业子在原子中的某个地方受到了质量、电量均比它本身大得多的物体的作用。
d．金箔的厚度大约是1 m m，金原子的直径大约是3×10-10m。
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第十八章原子结构新课标要求1．内容标准（1）了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验.例1 用录像片或计算机模拟，演示α粒子散射实验.（2）通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构.例2 了解光谱分析在科学技术中的应用.2．活动建议观看有关原子结构的科普影片.新课程学习高中物理：原子的核式结构模型教案★新课标要求（一）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.（二）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发展过程中的作用.3．了解研究微观现象.（三）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．引导学生小组自主思考讨论在于对 粒子散射实验的结果分析从而否定葡萄干布丁模型，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，渗透三个物理学方法：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定葡萄干布丁模型，得出原子的核式结构★教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流.★教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备★课时安排1 课时★教学过程（一）引入新课讲述：汤姆生发现电子，根据原子呈电中性，提出了原子的葡萄干布丁模型.学生活动：师生共同得出汤姆生的原子葡萄干布丁模型.点评：用动画展示原子葡萄干布丁模型.（二）进行新课1．α粒子散射实验原理、装置（1）α粒子散射实验原理：汤姆生提出的葡萄干布丁原子模型是否对呢？原子的结构非常紧密，用一般的方法是无法探测它的内部结构的，要认识原子的结构，需要用高速粒子对它进行轰击.而α粒子具有足够的能量，可以接近原子中心.它还可以使荧光屏物质发光.如果α粒子与其他粒子发生相互作用，改变了运动方向，荧光屏就能够显示出它的方向变化.研究高速的α粒子穿过原子的散射情况，是研究原子结构的有效手段.学生：体会α粒子散射实验中用到科学方法；渗透科学精神（勇于攀登科学高峰，不怕苦、不怕累的精神）的教育.教师指出：研究原子内部结构要用到的方法：黑箱法、微观粒子碰撞方法.（2）α粒子散射实验装置α粒子散射实验的装置，主要由放射源、金箔、荧光屏、望远镜和转动圆盘几部分组成.α粒子散射实验在课堂上无法直接演示，希望借助多媒体系统，利用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.通过多媒体重点指出，荧光屏和望远镜能够围绕金箔在一个圆周上运动，从而可以观察到穿透金箔后偏转角度不同的α粒子.并且要让学生了解，这种观察是非常艰苦细致的工作，所用的时间也是相当长的.动画展示α粒子散射实验装置动画展示实验中，通过显微镜观察到的现象（3）实验的观察结果必须向学生明确：入射的α粒子分为三部分.大部分沿原来的方向前进，少数发生了较大偏转，极少数发生大角度偏转.提问学生，师生共同用科学语言表述实验结果.2．原子的核式结构的提出（1）投影出三个问题让学生先自己思考，然后以四人小组讨论.其中第1、2个问题学生基本上能讨论出，第三个问题，通过师生共同分析，然后让学生小组讨论，进行逻辑推理得出原子的结构.三个问题是：用汤姆生的葡萄干布丁模型能否解释ɑ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）按照葡萄干布丁模型，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ɑ粒子的大角度偏转？为什么？学生小组讨论、小组间互相提问，解答.（2）教师小结：对于问题1、2：按照葡萄干布丁模型，①碰撞前后，质量大的α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，也不会有大角散射.②对于α粒子在原子附近时由于原子呈中性，与ɑ粒子之间没有或很小的库仑力的作用，正电荷在原子内部均匀的分布，α粒子穿过原子时，由于原子两侧正电荷将对它的斥力有相当大一部分互相抵消，使α粒子偏转的力不会很大，所以α粒子大角度散射说明葡萄干布丁模型不符合原子结构的实际情况.师生互动，学生小组讨论，学生分析推理得到卢瑟福的原子结构模型.对于问题3：先通过课件师生分析，然后小组讨论，推理分析得到卢瑟福的原子结构模型.教师起引导和组织作用.教师小结：实验中发现极少数ɑ粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些ɑ粒子在原子中某个地方受到了质量、电量均比它本身大得多的物体的作用，可见原子中的正电荷、质量应都集中在一个中心上.①绝大多数α粒子不偏移→原子内部绝大部分是“空”的.②少数α粒子发生较大偏转→原子内部有“核”存在.③极少数α粒子被弹回表明：作用力很大；质量很大；电量集中.点评：教师进行科学研究方法教育：模型法（实验现象）、→（分析推理）→（构造模型）（通过汤姆生的原子结构模型到卢瑟福的原子的核式结构模型的建立，既渗透科学探究的因素教学，又进行了模型法的教学，并将卢瑟福的原子的核式结构模型与行星结构相类比，指出大自然的和谐统一的美，渗透哲学教育.通过学生对这三个问题的讨论与交流，顺理成章地否定了葡萄干布丁模型，并开始建立新的模型.希望这一部分由学生自己完成，教师总结，总结时，突出汤姆生原子模型与α粒子散射实验之间的矛盾，可以将α粒子分别穿过葡萄干布丁模型和核式结构模型的不同现象用动画模拟，形成强烈的对比，突破难点）联想在以前的学习中有哪些进行了模型法的教学，在哪些方面的研究中可以应用模型法来研究.得到卢瑟福的原子的核式结构模型后再展示立体动画α粒子散射模型，使学生有更清晰的直观形象、生动的认识.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，同时通过表格展示，对比.半径大小（数量类比级）原子10-10m足球场原子核10-15m~10-14m一枚硬币（三）课堂小结教师活动：让学生概括总结本节的内容.请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容.学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方.点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力.教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架.（四）作业：课本P55第1、3、4题★教学体会本节课在未准备前，本人开始和大部分的老师一样，均认为该课很容易上，也没什么多少内容可教学，作为上公开课不合适；因为传统的教学中，只是告诉学生汤姆生的葡萄干布丁模型，α粒子散射实验，卢瑟福的原子核式结构模型，一节课15分钟就可以讲完了.传统的教学中只是“授人以鱼，并未授人以渔”，学生并不知道卢瑟福的α粒子散射实验为什么要这样做，并没有学会卢瑟福通过推理分析得出原子的核式结构模型的科学方法，可以说，这节课最精华的所在：科学研究方法如模型法、黑箱法、微观粒子碰撞法，学生并没有从中体会到，是舍本求末的教学法.本节课最大的成功之处有：（1）通过动画展示了卢瑟福的α粒子散射实验，突破了传统教学中本实验不够条件做，只能通过图片介绍的不足；使难的知识变得更形象生动，更容易.（2）通过让学生小组讨论三个问题：有关用汤姆生的葡萄干布丁模型能否解释ɑ粒子散射实验现象，一步一步得出卢瑟福的原子核式结构模型，从而利于提高学生的逻辑推理能力，观察能力，有利用培养学生勇于攀登科学高峰，不怕苦、不怕累的科学精神.（3）使学生通过本课的学习，体会并掌握到研究原子内部结构（未知世界）的三种方法：模型法、黑箱法、微观粒子碰撞法，充分体现了新课程中“授人以鱼，不如授人以渔”的基本思想.（4）探索在扩招情况下，进行教学有效性的策略研究，是本节课的试验主题之一，也是我校开展的一个重要课题；本节课在有些学生的能力要求太高的地方，采用小步跑的方法，将难点的梯度设置为几个台阶，如三个问题的回答讨论，就采用这一方法，从而有利于提高学生的学习兴趣和保持学习物理的积极性，使学生不断获得成就感，在小组中体会到自己的重要性和学会在小组学习中进行协作团结.（5）在教学中虽然不能进行真实的实验，但同样处处渗透着新课程理念的科学探究思想；例如：根据原子里面的结构是怎样的？（提出问题）──电子的发现──原子呈电中性──汤姆生因此提出葡萄干布丁模型（猜想与假设）──是否正确？可以解释一些实验现象，有其一定的正确性──但无法解释α粒子散射实验（进一步实验验证）──根据ɑ粒子散射实验现象──在原有葡萄干布丁模型基础上进行修正，卢瑟福提出新的原子的核式结构──建立新的理论（新的猜想与假设）──进一步的实验验证──电子云教学之中要注意的地方和教学中的火花：在学习的回答三个问题中，教师要灵活地处理学生问到的问题，不要回避问题，这些问题有的也许是思想的火花，有的是学生理解中的误区，教师要能及时发现问题，而这些就更要求新课程下的教师要更具有较高的研究水平，要进一步提高教师的备课水平和质量，要能及时引导学生如何去分析问题和进行研究，而不是单一提供现成的答案；例如：（1）学生可能在分析问题同时，α粒子能将电子打出，那么在屏上就能看到的是电子的亮点，这样打在屏上的亮点就不一定是散射后α粒子.教师可以引导学生分析：α粒子打出电子后，根据碰撞的相关知识可知，α粒子的速度几乎不变；又由于电子的质量很小，α粒子的质量较大，当电子碰撞到屏上时，能量较小，体积较小，不易观察到，从屏上观察到的应该是α粒子.附1：学情分析1．学生的认识水平我校从去年扩招后，由原来的6个班扩招到16个班，而广州市的其他学校也在扩招，明显感到学生的整体素质及物理基础在下降，因此根据现有学生的具体情况设计教案、一步步设计难度梯度，进行教学有效性的策略研究成为我校的重点课题.为了使教学更具有代表性，所教教学班为物理选修普通班，学生的逻辑思维能力一般，但对物理有较大的兴趣.2．可能存在的学习困难估计学生利用ɑ粒子散射实验现象进行讨论和通过观察实验现象推理出卢瑟福的原子的结构模型会有一定的困难；对提出的3个问题，前二个问题放手让学生进行小组讨论，对于问题3采用先让学生猜想，师生共同分析实验现象，然后再放手让学生小组讨论出原子的结构.附2：教学主线设计附3：教学媒体设计教师演示实验：介绍ɑ粒子散射实验的实验原理、装置、现象由于中学阶段没有条件进行实验，采用动画模拟的方法.多媒体的应用的设计：由网上下载2个相关的flash小课件，再将其有机地、无缝地插到自制PPT 课件，只使用网上小课件的一小部分对自己有用的部分。