粤沪版中学物理八年级下第十章第3节 教学详案

第3节 “解剖”原子
设计说明 介绍了人类对微观世界认识过程中迈出飞跃性的一步的过程，即人们从开始认为原子是不可分的，自从电子发现后，人们认识到原子也是可分的，从而提出了各种各样的原子结构模型，其中包括著名的汤姆逊原子结构模型。由于α粒子大角度散射实验，进一步提出确立了原子的核式结构模型。了解原子核内还有质子和中子。 教学目标 【知识与技能】 1.知道分子由原子组成，原子由原子核和核外绕核高速旋转的电子组成，原子核由质子和中字组成，质子和中子由夸克组成。 2.知道原子核带正电，体积很小，几乎集中了原子的全部质量，知道电子带负电，其质量很小。知道质子带正电，中子不带电，质子和中子的质量差不多。 3.了解关于原子结构的汤姆孙“枣糕模型”、卢瑟福“核式模型”，知道α粒子散射实验支持卢瑟福“核式模型”。 【过程与方法】 学习建立原子结构模型的过程，领会在事实基础上通过想象、类比、论证建立物理模型的方法，知道模型是否正确需要实验的验证。 【情感、态度与价值观】 通过学习感受人类探索微观世界的历程，体会科学家探索的艰辛和成功的喜悦，感悟科学方法的神奇魅力，养成探索、思考物质世界奥秘的兴趣和好奇心。 重点难点 教学重点 电子的发现、两种原子结构模型的建立和验证以及建立微观世界的结构图景。 教学难点 两种原子结构模型的提出和验证，质子和中子由夸克组成。 教学方法 观察法、分析法、猜想法。 教具、学具 计算机多媒体教学系统等。 授课时数 1课时 教学过程 导入新课 引入提问：你知道的最小的东西是什么？请同学们比赛一下，看谁说的最小？ 上一节我们学了分子，分子已经很小了，它的直径大约是10-10m，我们知道分子是保持物质性质不变的最小微粒，能不能将这种微粒再分割呢？ 化学研究发现，还有比分子更小的粒子，称原子。分子由原子组成，不同的物质分子，其原子构成也不同。如：水分子、二氧化碳分子、也有单原子分子，如大多数的金属：铁、铜。分子能保持物质性质不变，但原子不能保持物质性质不变，原子的不同组合出现不同的性质。 例如：一块冰糖是什么味道？分到糖分子时还是甜的，但分到原子时就不再甜了 原子能不能再分呢？本节课我们就沿着科学家探索微观世界的历程一起来探索微观世界——“解剖”原子。 讲授新课 一、电子的发现 1.阴极射线实验 直到19世纪末，人们一直认为原子是不可分的。十九世纪后期，人们发现了阴极射线。 我们和科学家一起来观察一下这个实验。 1897年英国物理学家汤姆孙确定了阴级射线是由带负电的粒子组成，这种粒子被命名为“电子”。 自从一个伟大的发现——电子发现后，人们认识到原子也是可分的。 ２.学生阅读课本114页，了解电子的一些知识 学生回答：①电子的质量多大？ ②电子的半径是多少？ ③一个电子带的电量是多少？ 二、原子的结构模型的建立 1.提出问题、引导学生猜想 电子发现后，科学家就思考：电子带负电，而生活中物体通常是不带电的，这说明什么问题呢？请同学们思考一下 讨论：电子的发现对人类认识原子结构有何重要意义？ 电子的发现揭开了研究原子结构的序幕，使人们认识到原子是有复杂结构的，于是，科学家们对原子的结构进行猜想和实验，并提出了多种模型。 强调：建立模型是科学研究中的重要方法。物理模型是在一些事实基础上，经过想象、类比等论证提出的，它是否正确，需经过实验的验证。 请同学们和科学家一起猜想一下原子的结构，并把自己的猜想画下来，并请一位同学来展示自己的猜想。 2.汤姆孙“枣糕模型”和卢瑟福“核式模型” 下面我们观察当时科学家提出的非常著名的两个原子结构模型：汤姆孙枣糕模型和卢瑟福核式模型。 比较一下，你自己的猜想和哪种模型相似，这两种模型哪一种正确呢？如何判断？ 3.实验验证：α粒子散射实验 1911年，卢瑟福巧妙地利用放射性物质发出的α射线（带正电的粒子流）去轰击金箔。 预备知识：学生阅读课本115页。 猜想：原子结构与汤姆孙模型相似，会发生什么现象？ 原子结构与卢瑟福核式模型相似，会发生什么现象？ 观察：α粒子散射实验 现象：大部分粒子几乎不受任何阻挡地穿过金箔，只有少数粒子发生了偏转 结论：卢瑟福核式模型是正确的。 根据卢瑟福核式模型，科学家又提出了新的问题；各种原子的结构究竟怎样，原子核内有什么？ 4.质子和中子 质子：科学家发现，氢原子的结构最简单，核外只有一个电子，如果把电子的电荷量作为一个单位的负电荷量，则氢原子核的电荷量便是一个单位的正电荷量。这种具有单位正电荷量的氢原子核叫质子。 中子：科学家还从实验中发现，原子核中还有一种不带电的粒子，它的质量跟质子差不多，这种粒子叫中子。 5.原子的结构 请同学们用自己的话给原子作出合理的构想。 我们看一下科学家的构想：阅读课本116页“原子的结构” 观察氢、氦、锂原子的示意图，请同学们说出它们的核内各有几个质子和中子。 既然原子核也是可以分的，那么，质子和中子能不能再分呢？ 科学家正在进一步探索这些粒子的内部结构，并且已经取得巨大进展。认为质子、中子也有内部结构，它们是由“夸克”组成的。“夸克” 能不能再分呢？需要同学们长大后去探索、去发现。 三、微观世界的尺度 引导学生观察课件，了解微观世界的尺度。 讨论：2000多年前，我国的庄子说过：“一尺之棰，日取其半，万世不竭”，意思是说，一尺长的木棍，每天取它的一半，永远也取不完。你学过物质的微观结构后，对上述这句话有什么新认识？ 课堂小结 1.电子的发现使人们认识到原子是可以再分的。 2.卢瑟福的“核式模型”否定了汤姆孙的“枣糕模型”。 原子的结构：原子由原子核和电子组成，原子核由质子和中子组成，质子和中由夸克组成。 3.微观世界的尺度（从大到小）：分子、原子、原子核、质子和中子、电子、夸克。 当堂达标 1．如图所示是原子的结构图，原子由原子核和绕核高速旋转的________组成，原子核由中子和________组成，比中子更小的是________。 答案：电子 质子 夸克 2．在探索微观世界的过程中，科学家对原子的结构进行猜想和实验，并提出了多种模型．在如右上图所示的A、B两种模型中，______图是卢瑟福提出的原子结构模型，原子中心的______和_______组成原子核，原子核周围有带负电荷的_________绕核运动． 答案：B 质子 中子 电子 3．宇宙大千世界，从宏观到微观，从天体到原子，似乎都有那么多惊人的相同规律，如图所示，是太阳系模拟图，行星们在各自的固定轨道上围绕恒星太阳运转，这与原子的核式结构模型十分相似，其中________相当于太阳，绕核运动的________就相当于行星． 答案：原子核 电子 4．自从汤姆孙发现了______，人们开始认识到原子是由带正电的______和带______电的电子构成，科学家提出了许多原子结构的模型，在二十世纪上半叶，最为大家接受的原子结构与下列哪个图形最相似______（选填字母） A． 西红柿 B． 西瓜 C． 面包 D． 太阳系 答案：电子 原子核 负 B 5.如图是锂（Li）原子结构示意图，下列说法正确的是( ) A．锂原子由质子和中子组成 B．锂原子由带正电的原子核和核外带负电的电子组成 C．锂原子的质子数是电子数的两倍，所以锂原子带正电 D．锂原子失去电子后带负电 答案：B 6．1897年，英国科学家汤姆孙发现了原子内有带负电的电子，而原子是电中性的，由此推测，原子内还有带正电的物质。在此基础上，经过卢瑟福、玻尔等科学家的不断完善和修正，建立了现代原子结构模型．如图是小柯整理的物质微观构成网络图，则汤姆孙当年推测的“带正电的物质”相当于图中的( ) A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 答案：B 板书设计 第3节　“解剖”原子 一、电子的发现 阴极射线实验 二、原子的结构模型的建立 1.汤姆孙“枣糕模型” 2.卢瑟福“核式模型” α粒子散射实验 三、微观世界的尺度 教学反思