从粒子到宇宙
三、探索更小的微粒
教学目标:
1.知识与技能
(1)、知道分子是由原子构成的,原子是由原子核和电子构成的,原子核是由质子和中子构成的。
(2)、了解原子的核式模型,了解质子带正电,中子不带电,电子带负电。
2.过程与方法
对物质世界从微观到宏观的尺度有大致数量级的概念
3.情感态度与价值观
通过对微观粒子的了解,知道自然界还有许多未知的领域需要人类不断去探索、研究,感知微观世界的丰富,体会人类在揭示微观世界奥秘所取得的重要成就。
教学难点:分子由原子构成,原子是由原子核和电子构成的,原子核是由质子和中子构成的,了解人类探索微观世界的历程。
教学难点:了解原子的核式模型。
引入新课
课件展示图片杯子、凳子、尺子
1、这三种物体的组成材料是什么?
玻璃杯 课桌 塑料尺组成物体的材料叫物质
世间万物都是由物质组成的
2、一杯水一分为二,变成两小杯水,继续一分为二,变成了更小的两杯水,有没有这样一个时刻,分到不再是水这种物质?
这时的微粒叫分子。
3、分子是不是可以无休止地分下去呢?原子还可以再分吗?
分子是保持物质化学性质的最小微粒,但不是构成物质的最小微粒。同时分子是可以再分的,是由更小的原子构成的。
教学过程
一、分子由原子构成
1.不同原子组成的分子构成化合物
2.相同原子组成的分子构成单质
石墨分子、金刚石(钻石)、富勒烯(很好的超导材料)这三种材料都是由同一种原子即碳原子构成的,我们可以看到它们有什么不同
它们原子的组成形式不一样。同时导致了某些性质也不一样,如石墨较柔软便于书写,金刚石很硬,能用来刻划玻璃。但这几种物质都是由一种原子构成的,它们是单质,构成它们的分子叫单质分子。
水分子和生物分子是属于哪一种分子?
(观察)DNA分子模型,它由多种原子构成,组成它们的分子叫化合物。
原子是不是构成物质的最小微粒呢
(活动一)摩擦起电
实验器材:橡胶棒、毛皮、碎纸屑
用橡胶棒靠近碎纸屑,观察到什么现象?
用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近碎纸屑,观察到什么现象?
现象:摩擦过的橡胶棒能吸引碎纸屑
说明摩擦过的橡胶棒带了电
是什么原因导致了这种现象的发生 是原子、分子、还是物体里边的其它微粒呢?
猜想:原子可以分成更小的微粒
验证:阅读课本和资料,找出证明原子可以再分的事例?
1897年,汤姆生发现了带负电的电子,知道了原子中有电子,后来人们经实验研究还发现原子是由原子核和电子构成的。
二、原子的构成
关于原子的内部情况在历史上也争论了较长时间,但实验证明卢瑟福的原子行星模型比较符合实际。卢瑟福建立了原子的核式结构模型。
1. 原子是由原子核和核外电子构成
2. 原子核带正电,核外电子带负电,绕核高速运转。
原子核能不能再分呢?它的结构又是怎样的?假如给你一个核桃,你要想看到里面的东西,你会怎么办
核桃之所以被敲碎,是因为在敲击过程中锤子给了核桃很大的能量。大家也都知道,当锤子敲下去锤子越大、敲得越快越用力时,核桃壳碎得也越厉害。这说明能量与什么有关 (质量、速度)
所以卢瑟福就想用高速运动的粒子轰击原子核的方法,把原子核中的粒子轰出来。1919年,卢瑟福用α粒子从氦原子核中打出了质子。原于核里面还会不会有其它粒子呢
1932年,查德威克发现了不带电的中子。
三、原子核的构成
1.原子核由带正电的质子和不带电的中子构成
2.不是所有的原子核内都有中子
质子、中子能不能再分下去呢?如果能,它们又是由什么构成的呢
1961年盖尔曼提出夸克的设想,认为夸克是比质子和中子更小的微粒。这种理论设想得到了验证,盖尔曼因此获得了1969年度诺贝尔物理学奖。
夸克的发现:为了检验盖尔曼所提出的设想,科学家们进行了不懈的努力。为了使粒子获得足够的能量,人们采取的办法就是将粒子的运动速度加至极快,于是人们便不断地改进加速器,可见加速器是我们探索微小粒子的有力武器,请同学们阅读课本第33页加速器。
四、夸克设想的提出:质子、中子都是由夸克构成的
讨论:1、夸克可不可以再分呢?
2、如果能需要什么条件?
到目前为止这仍然是一个谜团。在探索微观世界的进程中,人们不断发明探测工具,由放大镜到显微镜再到加速器,这些工具拓展了人们的视野,随着科学技术的进步,我们有理由相信人们对微观世界的探索还会继续深入下去,这就需要我们在座的每一位努力去发现。
这节课我们踏着前人的足迹探索了更小的微粒,并进一步学习了:先建立模型,再利用适当的工具进行实验探究,验证猜想的科学方法。当然,摆在人类面前还有很多未知的问题,比如夸克是不是组成物质的最小微粒 它的带电性如何等,都需要人们不断地继续探索。
五、知识梳理
课件展示微观粒子结构示意图,进一步掌握微观粒子构成。
六、课堂活动
1、请同学们将下列物质按照从大到小的顺序排列:一杯水、氢原子、夸克、质子、原子核、水分子、小水滴
2、将微粒和发现者用笔连线
电子 汤姆生
中子 查德威克
夸克 道尔顿
质子 盖尔曼
原子 卢瑟福
通过对本课的学习,大家有什么收获和启发,请写在纸上。
七、作业
课本P33www?2任选一位科学家了解他们(他们的生平、有关图片、对科学的贡献以及有关的趣闻轶事等)
掌握本课所用的探索物理问题的方法
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