结合结构模型与LMGP软件包强化原子散射因子的教学
“原子结构与元素性质”主题模型建构教学的探索
摘要：在化学教学中，原子结构和元素性质是非常重要的内容。
本文从主题模型建构的角度出发，探索了如何更好地进行原子结构与元素性质的教学，为学生提供更深入的学习体验。
关键词：主题模型；原子结构；元素性质；教学Introduction在化学教学中，原子结构和元素性质是必学的知识点。
学生需要理解原子和分子的组成，以及元素的物理和化学性质。
然而，这些知识点常常被视为抽象和难以理解。
因此，探索如何更好地进行原子结构与元素性质的教学，可以为学生提供更深入的学习体验。
主题模型建构主题模型建构是一种机器学习技术，可用于从文本数据中提取主题。
在化学教学中，主题模型方法可以用于构建与原子结构和元素性质相关的主题。
这样，学生可以通过主题模型学习与原子结构和元素性质相关的主题，从而更好地理解这些知识点。
主题模型建构的过程通常包括以下几个步骤：1. 收集相关文本数据首先，需要收集与原子结构和元素性质相关的文本数据，如化学教科书、研究论文等。
这些文本数据将作为构建主题模型的基础。
2. 预处理文本数据为了使文本数据得到更好的处理，需要对其进行预处理。
预处理包括词汇化和去除停用词。
词汇化是将文本数据拆分成单个单词的过程。
去除停用词是删除没有实际含义的词汇，如“the”、“and”、“ is”等。
3. 构建主题模型在构建主题模型时，需要确定主题数量。
主题数量是指从文本数据中提取的主题数量。
在确定主题数量时，需要进行试验和调整，以达到良好的结果。
4. 分析主题模型输出最后，需要分析主题模型的输出，以确定每个主题表示的意思。
这样，可以使用主题模型输出为学生提供与原子结构和元素性质相关的知识点。
应用主题模型建构于原子结构与元素性质教学将主题模型建构应用于原子结构和元素性质的教学中，可以提供以下好处：1. 有针对性的教学主题模型可以识别出与原子结构和元素性质相关的主题。
这样，教师可以有针对性地为学生提供相关知识点。
学生可以更好地理解原子结构和元素性质之间的关系。
教学设计2：原子的核式结构模型
原子的核式结构教学设计一、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。
3．情感、态度与价值观1 通过了解人们对于物质微观结构的不断深化的认识过程，树立科学的物质观。
2 通过对原子结构的认识过程的学习，感悟辩证唯物主义在物理学发展中的指导作用。
二、教学重点与难点重点：卢瑟福α粒子散射实验的结果及卢瑟福的原子核式结构学说的主要论点。
难点：对卢瑟福α粒子散射实验装置、实验结果的理解。
三、教学资源1．器材：阴极射线管、平行板电场、磁铁、电源等。
2．课件：阴极射线管结构图、汤姆孙的原子模型图、α粒子散射实验装置图、α粒子分别穿越汤姆孙原子模型与卢瑟福核式结构模型的动态模拟、卢瑟福核式结构模型的示意图。
3．录像：当时科学家提出的各类原子结构模型介绍、卢瑟福建立原子的核式结构模型的背景介绍。
四．教学设计思路本设计的内容包括三个方面：一是电子的发现揭示了原子是可以再分的，二是卢瑟福α粒子散射实验介绍，三是根据实验结果卢瑟福建立了原子的核式结构模型。
本设计的基本思路是：从介绍汤姆孙的阴极射线实验入手，指出阴极射线是由电子组成的，从而打破了“原子不可分割”的旧观念。
然后经过对卢瑟福α粒子散射实验结果的分析探讨，否定了汤姆孙建立的“葡萄干蛋糕模型”，自然发展到有必要建立一种新的模型来符合实验结果，从而提出了卢瑟福的核式结构模型，表明了人类对微观世界认识的发展的必然性与科学性。
本设计要突出的重点是：卢瑟福α粒子散射实验的结果及卢瑟福的原子核式结构学说的主要论点。
方法是：在介绍α粒子散射实验时先充分介绍实验的背景、实验装置、实验过程，使学生对实验先产生较全面的了解，再通过图片、动画演示实验的结果及核式结构模型，使学生对这些微观、抽象的知识具有具象的认识。
第一章 原子的卢瑟福模型 (2)
Sir George Thomson 乔治·汤姆孙爵士 1937NP电子的波动性
诺贝尔奖的摇篮 ——剑桥卡文迪什 实验室（Cavendish Laboratory）
近代科学史上第一个社会化和专业化的科学实验室
麦克斯韦主张自制仪器做表演实验 汤姆逊主张招收各国学生来实验室学习与研究
至于实际观察到较小的角散射，那是多次小 角散射合成的。既然都是小角散射，哪一个也不 能忽略，一次散射理论就不适用。这就说明为什 么在前表中，那些在 45 °以下的散射与理论不符， 而 45 °以上的大角散射大体上与理论符合。而原 子的核式结构的证实是依据大角散射的，所以这 里所说复杂情况不影响结论。
应该指出，在物理学中，许多在经典物理中成 立的公式，在量子物理范畴内就不对了。但卢 瑟福公式则是很少几个公式中的一个，它按经 典物理导出，而在量子物理中仍保持原来形式。
B、原子核大小的估计
在推导卢瑟福散射公式时，我们把原子核看作 一个点，且只考虑库仑力。但事实上，每个原子 核都有一定的大小，而且，当入射粒子与原子核 靠得足够近时，作用力不再是纯库仑力，那时， 卢瑟福公式与实验结果就会产生明显偏差。
Otto Hahn Пётр Леонидович Капица Frederick Soddy 奥托·哈恩 彼得·列昂尼多维奇·卡皮察 弗雷德里克·索迪 1944NP核裂变 1978NP低温物理 1921NP同位素
约瑟夫· 汤姆孙爵士的学生们
查尔斯·威耳逊 欧内斯特·卢瑟福 欧文·理查森 威廉·亨利·布拉格 爱德华·阿普尔顿 查尔斯·巴克拉 弗朗西斯·阿斯顿 马克斯·玻恩 尼尔斯·玻尔 罗伯特·奥本海默 保罗·朗之万 杰弗里·泰勒
如果有N个粒子参与散射，则
dN d ntd N A
结构因子PPT课件
X射线在一个晶胞上的散射强度
• 一个晶胞对X射线的散射波振幅并不等于晶胞内 各原子散射波振幅的简单相加。
• 晶胞的散射能力与晶胞中的原子个数(n)、原子 的散射能力(原子散射因子f)、原子间的位相差 (取决于原子在晶胞中的位置)有关。
• 定义结构因子为单位晶胞中所有原子散射波的
合
• 我们把因原子在晶体中的位置不同或原子种类 不同而引起的某些方向上的衍射线消失的现象 称为“系统消光”。
• 根据系统消光的结果以及通过测定衍射线强度 的变化就可推断出原子在晶体中的位置。
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结构因子(structure factor)
• 原子种类及其在晶胞中位置不同反映到衍射 结果上，表现为反射线的有、无或强度的大 小，这就是我们必须把握的第二类信息：衍 射强度。
• (001)面可以产生衍射
相邻原子面的波程差 δ=λ/2，干涉相消。
(001)面的衍射线不存在
布拉格方程是衍射的必要非充分条件。
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系统消光
• 晶体中的原子仅仅改变了一点排列方式，就使 原有的衍射线束消失了。如果体心晶胞中处于 体心的是异类原子，则（001）面的衍射线仍 会存在，但强度比底心的变弱。
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表征了晶胞内原子种类、原子个数、原子位 n
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式：
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(HKL)晶面的结构因子
• 可以证明在符合
从bragg反射条件来
bragg定律的方向上