5.1 原子核的组成 教案（表格式）

教学设计
课程基本信息
学科 物理 年级 高二 学期 春季
课题 原子核的组成
教学目标
物理观念： ①知道天然放射性。 ②知道原子核是由质子和中子组成，知道质子、中子的基本物理性质。 ③知道原子核的符号表示及其物理意义。 ④知道同位素的概念。 2、科学思维：通过发现组成原子核的质子和中子的历史过程，使学生认识通过物理实验探究和探索微观结构的研究方法。 3、科学探究：能够根据原子核的表示方式，认识各个元素的组成，形成结论。 4、科学态度与责任：通过发现组成原子核的质子和中子的历史过程，使其体会科学研究的艰巨性和严谨性。
教学内容
教学重点： 三种射线的性质和原子核的组成。
教学难点： 1.原子核的符号表示及物理意义。 2.感悟科学家经历的包含探究要素（问题、证据、解释、交流）的科学过程。
教学过程
【新课导入】 师：在前面的学习中，我们已经知道原子并不是最小的组成单位，它由核外电子和原子核组成，那么原子核还可以再分吗？它内部的结构又是什么样的？今天我们就一起跟随科学家的脚步，看看他们是如何一步一步揭开原子核秘密的。 【新课教学】 师：关于原子核内部的信息，最早来自于天然放射现象。我们一起来看一段视频，了解一下当时法国物理学家贝克勒尔的实验发现。 （教师播放视频） 师：贝克勒尔认为这种射线不是X射线，他还进一步指出，发出射线的能力是铀原子自身的性质。他的发现鼓舞了居里夫人，居里夫妇由此开始了对铀和含铀的各种矿石的深入研究。我们一起来简单了解一下他们的研究过程。 （教师播放视频） 师：居里夫人把其中一种元素命名为钋（Po），另一种元素命名为镭（Ra）。她确认这种放射现象的起因在于原子内部，并把物质发出射线的性质称为放射性，把具有放射性的元素成为放射性元素。实际上人们后来发现，放射性并不是少数元素才有的，原子序数大于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于或等于83的元素，有的也能发出射线。我们把放射性元素自发地发出射线的现象，叫做天然放射现象。 师：发现了天然放射现象不久后，人们接着开始思考，这些射线到底是什么呢？它们究竟是电磁波还是带电微粒？我们有没有什么办法来验证一下？ （学生思考） 师：根据前面的学习我们已经知道，运动的带电微粒在磁场中会发生偏转，利用这个性质，人们设计了这样的实验，我们一起来看一下。 师：人们将放射性源铀，钋（Po）或镭（Ra），放入用铅做成的容器中，在侧边开一个小孔，让射线只能从小孔射出，成为细细的一束，并在射线经过的空间施加磁场。然后人们发现，射线经过磁场分裂成了三束。 师：我们换个角度来看一下，根据三种射线在磁场中出现的不同运动轨迹，你能判断出它们分别带什么电荷吗？ 师：我们知道运动的带电粒子在磁场中会受到洛伦兹力而发生偏转，因此根据左手定则，我们可以判断出，向左偏转的这一束带的是正电，向右偏转的这一束带的就是负电了，人们把它们分别叫做α射线和β射线，中间这束射线没有发生偏转，说明它不带电，我们把它叫做γ射线。当时人们并不知道这些射线是什么，所以才会用α、β、γ来命名它们。后来经过科学家们的不懈努力，人们终于弄清楚了这三种射线的真面目。请大家阅读课本，并整理三种射线的特征，完成下面的表格。 射线种类射线组成射出速度电离能力穿透能力α射线β射线γ射线
（学生阅读课本，并填写表格） 师：这三种射线的电离能力和穿透能力怎么样呢？我们一起来看一下。 （教师播放视频） 师：这些射线是由微观粒子组成的，肉眼是看不到的，如果我们想要看到它们的存在，就需要借助射线探测装置。威耳逊云室就是一种常见的射线探测装置，下面我们一起借助它来观察一下α射线的径迹。 （教师播放视频） 师：人们通过实验还发现，元素的放射性和它的存在形式无关。而且放射的强度不受外界温度，压强的影响，这说明射线与核外电子无关，也就是说射线来自原子核内部，人们开始意识到原子核内部是有结构的。 原子核内部的结构会是什么样的？ 一、原子核的组成 质子的发现: 1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核，得到了质子，用字母P来表示。经过研究证明，质子带正电荷，其电量和一个电子的电量相同，它的质量等于一个电子质量的1836倍。进一步研究表明，质子的性质和氢原子核的性质完全相同，所以质子就是氢原子核。 师：科学家们用同样的方法，从氟、钠、铝的原子核中打出了质子。这就说明质子是原子核的组成部分。 （二）中子的发现： 【思考】：原子核只由质子组成吗？（引导学生思考） 假设：原子核只由质子组成，那么 实验验证：然而实验发现。说明核内除了质子还有其他物质！ 【归纳总结】： 中子（N 或） 不带电 质量为 师：科学家在对各种对原子核进行的实验中，都发现原子核是由质子和中子组成，因此质子和中子是组成原子核的两种基本粒子。 二、原子核的表示: 师：那么知道了原子核的组成，我们再来看一下它的表示方法？ X：表示元素符号 A：表示质量数。 Z：表示电荷数。 质子数=原子序数=核外电荷数 质量数=核子数=中子数+质子数 举例：表示氦原子核有2个质子，质量数为4，有2个中子。 三、同位素 师：科学家在自然界中发现了一类质子数相同而中子数不同的元素，把它们互称为同位素。常见的同位素：氕 氘 氚 【课堂总结】 这节课我们一起学习了原子核的组成和它的表示符号。我们还跟着科学家们一起经历了探索微观世界的过程，他们都是在观察到的，确切的实验现象的基础上，大胆猜想，合理推理，再经过大量实验现象的验证，最终才得到了我们今天看到的一个个科学理论。对于看不到也摸不着的微观世界，如果没有科学家们在实验现象的基础上，结合已有的知识经验，展开大胆的，富有想象力的猜想，设计出一个个新的，有针对性的实验和创新性理论，就不会有今天物理学的辉煌成就了。 【巩固练习】 1、用符号表示以下原子核，并说出原子核的质子数、中子数。 （1）α粒子 （2）质量数为14的碳原子核 （3）电荷数为8、质量数为17的氧原子核 （4）质量数为40的钾原子核 2、如图所示，P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场作用下分成a、b、c三束，以下判断正确的是（ ） a为α射线，b为β射线 a为β射线，b为γ射线 b为γ射线，c为α射线 b为α射线，c为γ射线