选修3-5 教案 第十八章 原子结构

人教版高三年级选修3-5第十八章第一节§18．1 电子的发现课堂导学案【学习目标】（一）知识与技能1．了解阴极射线及电子发现的过程2．知道汤姆孙研究阴极射线发现电子的实验及理论推导（二）过程与方法培养学生对问题的分析和解决能力，初步了解原子不是最小不可分割的粒子。

（三）情感、态度与价值观理解人类对原子的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程．根据事实建立学说，发展学说，或是决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说．人类就是这样通过辩证发展的行为，经过分析和研究，逐渐认识原子的。

【教学重点】阴极射线的研究【教学难点】汤姆孙发现电子的理论推导【课时安排】1 课时【导学过程】一、阴极射线用3分钟的时间阅读课本P47“阴极射线”部分，回答下列问题：（1）德国物理学家戈德斯坦认为管壁上的荧光是从阴极发出的某种射线引起的，并把这种射线命名为。

（2）对于阴极射线的本质，有大量的科学家作出大量的科学研究，主要形成了两种观点：①电磁波说：认为这种射线的本质是。

②粒子说：认为这种射线的本质是。

二、电子的发现思考一：你能否设计一个实验来进行阴极射线的研究，能通过实验现象来说明这种射线是一种电磁波还是一种高速粒子流？思考二：你能否设计一个实验来判断运动的带电粒子所带电荷的正负？（提示：根据带电粒子在电、磁场中的运动规律）用5分钟的时间阅读课本P47“电子的发现”部分和P48“思考与讨论”部分，讨论交流以下问题：（实验装置如课本图18.1-2所示）从高压电场的阴极发出的阴极射线，穿过D1D2后沿直线打在荧光屏P1上。

问题1：当在平行极板上加一如图所示的电场，发现阴极射线打在荧光屏上的位置向下偏，则可判定，阴极射线带有什么性质的电荷？问题2：为使阴极射线不发生偏转，则请思考可在平行极板区域再采取什么措施？问题3： 若在平行极板区域加一磁场，且磁场方向必须垂直纸面向外。

当qv 0B 与qE 满足条件 时，则阴极射线不发生偏转。

即：=0v问题4：去掉磁场只保留原来的电场，根据带电的阴极射线在电场中的运动情况可知，其速度偏转角θ为：v x =v 0 v y =0mv qEL所以：==xy v v θtan ①又因为：)2(tan L D y+=θ ②且 BEv =0 ③ 则由①②③得：=mq根据已知量，可求出阴极射线的比荷。

思考：如果利用磁场使带电的阴极射线发生偏转，能否根据磁场的特点和带电粒子在磁场中的运动规律来计算阴极射线的比荷？用3分钟的时间阅读课本P49第一段、第二段，回答：（1）汤姆孙证明了阴极射线实质是 ，被称为 。

（2）电子是 的组成部分，是比原子更 的物质单位x 萤幕DSO y+CC 1C 2Y A 'S +-+磁场Lyθθ-用2分钟的时间阅读课本P49第三、四、五段，回答：（3）第一次较为精确测出电子电荷量的是美国物理学家 利用 实验测量出的。

电子的电荷量 e ＝ 。

（4）密立根通过实验还发现，电荷具有 的特征。

即任何电荷只能是e 的整数倍。

电子的质量 m ＝ kg 质子质量与电子质量的比值为： ep m m【课堂例题】例题1、一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方，放一通电直导线AB 时，发现射线径迹向下偏，则：（ ）A ．导线中的电流由A 流向B B ．导线中的电流由B 流向AC ．若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改变AB 中的电流方向来实现D ．电子束的径迹与AB 中的电流方向无关例题2、有一电子（电荷量为e ）经电压为U 0的电场加速后，进入两块间距为d ，电压为U 的平行金属板间，若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，求：（1）金属板AB 的长度 （2）电子穿出电场时的动能【习题训练】1．关于阴极射线的本质，下列说法正确的是（ ）A ．阴极射线的本质是氢原子B ．阴极射线的本质是电磁波C ．阴极射线的本质是电子D ．阴极射线的本质是X 射线 2．关于密立根“油滴实验”的科学意义，下列说法正确的是（ ） A ．测得了电子的电荷量 B ．提出了电荷分布的量子化观点 C ．为电子质量的最终获得做出了突出贡献D ．为人类进一步研究原子的结构提供了一定的理论依据3． 1897年，汤姆孙在研究阴极射线时，测出了阴极射线的 ，并确定了其带 电，组成阴极射线的粒子称为 。

ABA BU 0 v 0 ++ + +－ － －－4．不论是强电场的电离、正离子的轰击、紫外线的照射、金属受灼热还是放射性物质的自发辐射，都能发射出同样的带电粒子是。

5．一个半径为1.64ⅹ10-4cm的带负电的油滴，在电场强度等于1.92ⅹ105V/m的竖直向下的匀强电场中，如果油滴受到的库伦力恰好与重力平衡，则这个油滴带有几个电子的电荷量？已知油滴的密度为0.851ⅹ103kg/m3【课堂小结】科学家在对阴极射线的研究中发现了电子，使人们对微观世界的认识进入了一个新的时代，电子的发现是19世纪末物理学史上的三大发现之一。

在物理学的发展中具有比较重要的作用。

了解科学家是如何发现电子的，应用了哪些研究方法，对我们学好物理有重要的帮助作用。

【作业】1.阅读课本材料：P49“科学足迹”2.完成课本后“问题与练习”人教版高三选修3-5第八章第二节§18．2原子弹核式结构模型课堂导学案【学习目标】（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ɑ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ɑ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ɑ粒子散射实验的结果分析从而否定汤姆孙模型，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汤姆孙模型，得出原子的核式结构【课时安排】1 课时【导学过程】一、汤姆孙原子模型用2分钟的时间阅读课本P51前两段及图18.2-1，回答下列问题：1. 汤姆孙认为：原子是一个，正电荷分布在整个球体内，电子其中。

有人形象地把其称之为或。

2.思考：若原子是一实心球体，当电子束射到金属膜上时，容易穿透吗？事实是怎样的？说明了什么？二、粒子散射实验用3分钟的时间阅读课本P51“粒子散射实验”部分的前三段，思考讨论：问题一：粒子的质量与电子的质量哪个大？你能打一个比方描述吗？粒子碰到电子时对粒子的速度影响大吗？问题二：要把整个装置放在真空的环境中，为什么？问题三：为什么要用金箔而不用金板、铝箔？问题四：如果按照汤姆孙的“枣糕式”模型，会出现怎样的现象？用4分钟的时间阅读课本P52第3-7段，回答下列问题：1．粒子散射实验现象： α粒子穿过金属箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有 α粒子发生了大角度的偏转，偏转角度甚至 ，也就是说它们几乎被“ ”思考讨论：用汤姆孙的原子结构模型能否解释粒子大角度散射？请同学们根据以下三方面去考虑：（1）ɑ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）按照汤姆孙的原子结构模型，ɑ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？. 小结：2.卢瑟福的核式结构模型：在原子的中心有一个很的核，叫 ，原子的全部 和几乎全部 都集中在原子核里，带负电的电子在 绕着核高速旋转。

用电脑展示核式结构模型的三维动画。

三、原子核的电荷与尺度用3分钟的时间阅读课本“原子核的电荷与尺度”部分，回答： 利用α粒子散射实验的数据1. 可以推算出各种元素原子核的 ，核电荷数 质子数。

2.还可以估计出原子核的大小：能确定核半径R 的数量级为 m,而整个原子半径的数量级是： m,可见原子内部十分“ ”ααααααα半径大小（数量级）类比10-10m 足球场原子10-15m 一枚硬币原子核【习题训练】1．下图为卢瑟福和他的同事们做a粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，观察到的现象描述正确的是（）A．在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B．在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比在A位置时稍少些C．在C、D位置时，屏上观察不到闪光D．在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少2．在α粒子散射实验中，没有考虑α粒子跟电子的碰撞，其原因是（）A．α粒子不跟电子发生相互作用．B．α粒子跟电子相碰时，损失的能量极少，可忽略．C．电子的体积很小，α粒子不会跟电子相碰．D．由于电子是均匀分布的，α粒子所受电子作用的合力为零3．利用α粒子散射实验，可以估算出（）A．原子核外电子大小． B．电子运动速度．C．原子的大小． D．原子核的大小．4．当α粒子被重核散射时，如图所示的运动轨迹哪些是不可能存在的（）【课堂小结】原子中正负电荷分布的研究汤姆孙的原子模型被α粒子散射实验否定卢瑟福提出新的假设(核式结构模型)数学推理与实验事实的对照原子核的电荷与尺度【作业】课本P53“问题与练习”1、2、3题人教版高三选修3-5第八章第三节§18．3氢原子光谱课堂导学案【学习目标】（一）知识与技能1．了解光谱的定义和分类。

2．了解氢原子光谱的实验规律，知道巴耳末系。

3．了解经典原子理论的困难。

（二）过程与方法通过本节的学习，感受科学发展与进步的坎坷。

（三）情感、态度与价值观培养我们探究科学、认识科学的能力，提高自主学习的意识。

【教学重点】氢原子光谱的实验规律【教学难点】经典理论的困难【教学方法】学生自学、讨论、交流，教师启发、引导、总结。

【课时安排】1 课时【温故知新】1.汤姆孙的原子结构模型被称为,他认为原子是一个,正电荷,电子。

2．α粒子散射实验发现：绝大多数α粒子穿过金箔后，但是有少数α粒子，极少数α粒子。

3．卢瑟福的核式结构模型认为思考：既然原子具有核式结构，但电子在核外如何运动呢？它的能量怎样变化呢？【导学过程】一、光谱用4分钟的时间阅读课本P54第2-4段及“科学漫步”部分，回答下列问题：1. 什么是光谱？2.什么是现状谱、连续谱？二者的区别是什么？3.什么是原子的特征谱线？它有什么作用？4.什么是光谱分析？它的优点是什么？二、氢原子光谱的实验规律2.由巴耳末公式求得的求出的波长是连续的值吗？三、经典理论的困难用3分钟的时间阅读课本P56“经典理论的困难”部分，然后思考下列问题，学习小组间展开讨论1、按照经典物理学，核外电子受到库仑引力的作用，作何运动？2、按照经典物理学，电子在绕核运动的过程中，能量如何变化？原子稳定吗？3、按照经典物理学，原子的光谱应为连续谱还是线状谱？而事实上呢？4、结论：【习题训练】1 在实际生活中，我们可以通过光谱分析来鉴别物质和物质的组成成分。