2.2 原子的核式结构模型 学案 (2)

2.2
原子的核式结构模型
学案2
【学习目标】
（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。
前置诊断：
本节重点讲述了α粒子的散射实验及原子的核式结构模型。
1.卢瑟福α粒子散射实验的结果是：绝大多数α粒子穿过金箔后　　　　　　　　　　　　　　，少数α粒子发生了　　　　　　　　　　　　　　　，极少数偏转角超过了90°，甚至被“反弹”回来。
2.
α粒子散射实验中，造成α粒子偏转的主要原因是核内正电体对α粒子的　　　　　作用。
3.
卢瑟福通过__________________实验提出了著名的______________模型。
4.根据卢瑟福核式结构理论，原子的　　　　　　和　　　　　　　都集中在原子核里。
5.原子核半径的数量级为　　　　　m，原子半径的数量级是　　　　m。
6.原子核所带正电荷数与　　　　　　　以及该元素在周期表内的　　　　　　相等。
7.电子绕核旋转所需向心力就是核对它的　　　　　。
专家说课：
电子的发现，激发了人们探索原子内部结构的热情，继汤姆生提出原子枣糕模型后，1904年日本的长冈半太郎根据麦克斯韦的土星卫环理论提出了“土星型”原子模型结构。一时间，使得人们对原子结构的探索空前活跃，但是卢瑟福为验证汤姆生模型而进行的α粒子散射实验则出现了意想不到的情况。本节课通过了解科学家构思原子的结构模型，再通过实验验证和理论分析从而接近原子结构的真实图景。特别是α粒子的散射实验，让学生了解从实验事实到模型建立之间的分析过程。
一、由于原子结构无法直接观察到，要用高速离子进行轰击，根据粒子的散射情况分析判断原子的结构，而α粒子有足够能量，可以穿过原子，并且利用荧光作用可观察α粒子的散射情况，所以选取α粒子进行散射实验。对卢瑟福如何分析粒子散射实验，否定汤姆孙原子模型，提出自己的核式结构的了解，有利于学生学习人类研究微观世界的科学方法，提高自己的分析、解决问题的能力。
二、课标及其解读：了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验。（1）知道卢瑟福的α粒子散射实验，了解实验的原理、现象以及对现象的分析推理过程。（2）通过分析，让学生了解原子核式结构模型的具体内容。
三、粒子散射实验和原子核式结构的内容是本节教学的重点。学生在自主思考讨论粒子散射实验的结果分析从而否定“枣糕”模型，得出原子的核式结构，要体会物理学的研究方法：模型方法，黑箱方法和微观粒子的碰撞方法。本节学习内容学生要通过对原子模型演变历史的学习，感受科学家们严谨求实的科学态度和不畏权威、尊重事实的科学精神。
四、本节课的难点是关于α粒子散射的实验结论与原子核式结构模型的具体关系。
(1)绝大多数α粒子没有明显偏转，说明原子内部绝大部分是空的，原因是金箔厚度大约1μm，金原子直径大约3×10－10m，相当于三千多金原子的厚度，而绝大多数α粒子不偏转说明这些α粒子受金原子的作用力很小，故金原子内部绝大部分是空的。
(2)极少数α粒子发生大角度偏转，有的甚至偏转角达180°。说明带正电的物质集中在体积很小的范围内，叫原子核。因为电子质量是α粒子质量的1/7300倍，对α粒子的偏转几乎没有影响，与电子正碰也不会被反弹，只能是带正电的物质对极少数α粒子的影响，发生反弹的是α粒子与正电物质的正碰，故带正电物质体积很小，称为原子核。
本节课的疑点有两个：1.为什么可以用α粒子散射实验来研究原子的结构。2.在进行α粒子散射的实验中为什么要用金等重金属，而不可以选用铝箔等轻金属。
课堂探究：
1.对如何建立原子结构模型的问题，要了解为什么可以用α粒子散射实验建构，以及α粒子散射实验怎样推翻了汤姆生的原子模型说。教材52页的“思考和讨论”要让学生深入讨论，通过合理设置问题，引导学生理清α粒子散射实验的本质，正确建立原子核式结构模型。
2.对α粒子散射实验现象，有条件的学校可以利用录像或计算机模拟动画直观展示。对实验结果的自主分析讨论是一个很好的理论探究性教学的案例，有助于培养学生的探究方法和科学思考的能力。
案例精析：
例1　在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是（
）
A.原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上
B.正电荷在原子中是均匀分布的
C.原子中存在着带负电的电子
D.原子只能处于一系列不连续的能量状态中
解析：α粒子散射实验中，有少数α粒子发生了较大偏转．这说明了这些α粒子受到很大的库伦力，施力物体应是体积甚小的带电实体。根据碰撞知识，我们知道只有质量非常小的轻球与质量非常大的物体发生碰撞时，较小的球才被弹回去，这说明被反弹回去的α粒子碰上了质量比它大得多的物质实体，即集中了全部质量和正电荷的原子核．
答案：A
例2　卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有 （　）
A．原子的中心有个核，叫原子核
B．原子的正电荷均匀分布在整个原子中
C．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里
D．带负电的电子在核外绕着核旋转
解析：卢瑟福原子核式结构理论的主要内容是：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都是集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕核旋转，故B错ACD对．
答案：ACD
【反思】
收获
疑问
三维达标：
基础练习
1.在用α粒子轰击金箔的实验中，卢瑟福观察到的α粒子的运动情况是　
A.全部α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进
B.绝大多数α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，少数发生较大偏转，极少数甚至被弹回
C.少数α粒子穿过金属箔后仍按原来的方向前进，绝大多数发生较大偏转，甚至被弹回
D.全部α粒子都发生很大偏转
2.卢瑟福α粒子散射实验的结果
A.证明了质子的存在
B.证明了原子核是由质子和中子组成的
C.说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上
D.说明原子的电子只能在某些不连续的轨道上运动
3.
α粒子散射实验中，使α粒子散射的原因是
A.α粒子与原子核外电子碰撞
B.α粒子与原子核发生接触碰撞
C.α粒子发生明显衍射
D.α粒子与原子核的库仑斥力作用
4.关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（
）
A．只有极少数α粒子发生了大角度散射
B．α粒子散射实验的结果说明了带正电的物质只占整个原子的很小空间
C．α粒子在靠近金原子核的过程中电势能减小
D．α粒子散射实验的结果否定了汤姆生给出的原子“枣糕模型”
答案
前置诊断：
1.
基本上仍沿原来的方向前进
较大的偏转
2.
库伦力　3.
α粒子散射实验　原子核式结构　4.
全部正电荷
几乎全部质量　5.
10-15
10-10　
6.
核外电子数
原子序数
7.
库仑力
三维达标：
1.B
2.C
3.D4.
A
B
D