第十二章 C 物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu).doc

資源信息表標(biāo) 題第十二章 C 物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)關(guān)鍵詞原子核的人工轉(zhuǎn)變 中子和質(zhì)子 原子核的組成 同位素描 述本教學(xué)設(shè)計(jì)包括：一、教學(xué)任務(wù)分析二、教學(xué)目標(biāo)三、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)四、教學(xué)資源五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路六、教學(xué)流程七、操作案例學(xué) 科高中物理二年級(jí) 第二冊(cè) 第十二章 C節(jié)語(yǔ) 種漢語(yǔ)媒體格式.doc學(xué)習(xí)者學(xué)生資源類型文本類素材課程類型高中基礎(chǔ)型課程作 者龍建煌單 位上海市虹口區(qū)教師進(jìn)修學(xué)院地 址上海市歐陽(yáng)路501號(hào)Emailjianhuang.longG第十二章 C 物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)上海市虹口區(qū)教師進(jìn)修學(xué)院 龍建煌一、教學(xué)任務(wù)分析本節(jié)內(nèi)容是學(xué)生在學(xué)習(xí)了原子的核式結(jié)構(gòu)、物質(zhì)的放射性等知識(shí)后，對(duì)物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)以及研究過(guò)程與方法有一定了解的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探究原子核的組成。從科學(xué)研究方法來(lái)看，原子物理學(xué)作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的知識(shí)體系，它具有自己獨(dú)特的研究方法高速粒子轟擊與觀察分析推理，致使盧瑟福建立了原子的核式結(jié)構(gòu)模型、發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子，并因?yàn)樵雍耸怯少|(zhì)子和中子組成的假說(shuō)與實(shí)驗(yàn)事實(shí)相符，從而得到了公認(rèn)。學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容需要知道原子核式結(jié)構(gòu)、天然放射現(xiàn)象，探測(cè)射線的儀器和方法，還要知道動(dòng)量守恒和能量守恒。通過(guò)復(fù)習(xí)三種射線的性質(zhì)讓學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。通過(guò)知道盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的過(guò)程及質(zhì)子的性質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生思考原子核只有質(zhì)子組成嗎？通過(guò)查德威克對(duì)粒子轟擊鈹核產(chǎn)生一種貫穿能力極強(qiáng)的射線的分析過(guò)程，發(fā)現(xiàn)另一種核子中子。通過(guò)教師介紹海森伯和伊凡寧柯的原子核組成的假說(shuō)且該假說(shuō)得到普遍公認(rèn)使學(xué)生知道原子核的組成。本節(jié)課的學(xué)習(xí)應(yīng)在教師講解指導(dǎo)下結(jié)合學(xué)生分析推理，沿著當(dāng)年科學(xué)家的探索之路，感受發(fā)現(xiàn)質(zhì)子和中子的過(guò)程與方法，在得出原子核由質(zhì)子和中子組成的結(jié)論的同時(shí)，領(lǐng)略探索微觀世界的困難。二、教學(xué)目標(biāo)1知識(shí)與技能（1）知道原子核的人工轉(zhuǎn)變。（2）知道原子核是由核子（中子和質(zhì)子）組成的。（3）知道原子核內(nèi)的核子間存在強(qiáng)大的核力。（4）知道同位素。（5）知道原子核符號(hào)的書(shū)寫(xiě)要求。2過(guò)程與方法（1）通過(guò)粒子轟擊原子核的實(shí)驗(yàn)裝置及過(guò)程的介紹，感受探索微觀粒子的研究方法。（2）通過(guò)中子發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，運(yùn)用科學(xué)的分析推理得到事物的本質(zhì)。3情感、態(tài)度價(jià)值觀（1）體驗(yàn)科學(xué)探索所經(jīng)歷的從預(yù)言到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證再到分析推理，從而得到事物本質(zhì)的過(guò)程，養(yǎng)成科學(xué)的探究態(tài)度。（2）通過(guò)“質(zhì)子、中子的發(fā)現(xiàn)”的學(xué)習(xí)，了解人們對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)不斷深化的過(guò)程，感悟探索真理、研究科學(xué)的艱辛。三、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：通過(guò)人工轉(zhuǎn)變發(fā)現(xiàn)了原子核是由核子（質(zhì)子和中子）組成的。難點(diǎn)：查德威克發(fā)現(xiàn)中子過(guò)程的分析推理過(guò)程。 四、教學(xué)資源1、器材：投影儀、計(jì)算機(jī)。2、課件：PPT：（1）復(fù)習(xí)三種射線性質(zhì)（2）盧瑟福用粒子轟擊氮原子核的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，（3）英國(guó)物理學(xué)家布拉凱特粒子轟擊氮核實(shí)驗(yàn)的云室照片，（4）中子發(fā)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)及分析推理。五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路本設(shè)計(jì)內(nèi)容包括三個(gè)方面：一是通過(guò)復(fù)習(xí)三種射線的性質(zhì)可更明晰原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的以及在電場(chǎng)中三種射線的徑跡的不同；二是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的方法及裝置和過(guò)程；三是查德威克通過(guò)實(shí)驗(yàn)和分析發(fā)現(xiàn)不帶電的中子。本設(shè)計(jì)的基本思路是：從天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子核不僅具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)并且原子核可以發(fā)生變化過(guò)渡到人為轉(zhuǎn)變?cè)雍藖?lái)探索原子核的組成，通過(guò)教師介紹盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的過(guò)程和布拉凱特的云室照片來(lái)感受探究微觀粒子的方法和途徑，在此基礎(chǔ)上通過(guò)粒子轟擊鈹核的實(shí)驗(yàn)來(lái)分析推理發(fā)現(xiàn)中子，進(jìn)而知道原子核的組成和核力。本設(shè)計(jì)要突破的重點(diǎn)是：質(zhì)子和中子的發(fā)現(xiàn)過(guò)程。方法是：通過(guò)課件的虛擬實(shí)驗(yàn)并結(jié)合教師講解、學(xué)生分析討論，認(rèn)識(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)子和中子的過(guò)程。本設(shè)計(jì)要突破的難點(diǎn)是：查德威克發(fā)現(xiàn)中子的分析推理過(guò)程。方法是：在教師必要的指導(dǎo)下對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行猜想、討論、推理判斷，得到結(jié)論。本設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)師生互動(dòng)、教師必要適時(shí)的指導(dǎo)與學(xué)生的理性思維判斷相集合，使學(xué)生了解人們探究微觀粒子的方法、感悟科學(xué)探索的艱辛。培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析推理判斷能力。完成本設(shè)計(jì)的內(nèi)容約需1課時(shí)。六、教學(xué)流程1、教學(xué)流程圖 活動(dòng)II大家談?dòng)懻撛雍丝砂l(fā)生變化原子核內(nèi)部有結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)三種射線的性質(zhì)問(wèn)題設(shè)問(wèn)活動(dòng)發(fā)現(xiàn)中子的實(shí)驗(yàn)及分析中子原子核的組成問(wèn)題設(shè)問(wèn)活動(dòng)I粒子轟擊氮核實(shí)驗(yàn)質(zhì)子活動(dòng)大家談?dòng)懻?，交流同位素原子核符?hào)2、流程圖說(shuō)明復(fù)習(xí) 三種射線的性質(zhì)。PPT列出圖表。問(wèn)題 設(shè)問(wèn)I使學(xué)生知道人工核轉(zhuǎn)變?；顒?dòng)I 課件粒子轟擊氮核實(shí)驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)?；顒?dòng)II 大家談 討論布拉凱特云室照片。知道粒子轟擊氮核與氮核一起發(fā)生核反應(yīng)，在轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N原子核的同時(shí)放出一個(gè)質(zhì)子，以及如何判斷質(zhì)子的電性。問(wèn)題II 設(shè)問(wèn)II。使學(xué)生意識(shí)到原子核不只是質(zhì)子所組成的?；顒?dòng)III 虛擬粒子轟擊鈹核的實(shí)驗(yàn)活動(dòng) 大家談 交流討論根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析推理并討論交流，得出結(jié)論新粒子為盧瑟福所預(yù)言的中子。小結(jié)歸納 原子核的組成及核力、同位素、原子核符號(hào)等。3、教學(xué)主要環(huán)節(jié) 本設(shè)計(jì)可分為四個(gè)主要的教學(xué)環(huán)節(jié)。第一環(huán)節(jié)，通過(guò)復(fù)習(xí)討論交流，得到原子核有內(nèi)部結(jié)構(gòu)和可采用人工的方法轉(zhuǎn)變?cè)雍?。第二環(huán)節(jié)，通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)等活動(dòng)感受探究微觀粒子的方法和過(guò)程。第三環(huán)節(jié)，通過(guò)應(yīng)用分析推理的方法得到質(zhì)子和中子。第四環(huán)節(jié)，歸納小結(jié)，原子核是由質(zhì)子和中子組成的，它們之間存在核力作用，同位素概念和核符號(hào)的書(shū)寫(xiě)等。七、教案示例（一）復(fù)習(xí)引入: 提出問(wèn)題 天然放射性元素的原子核發(fā)出的射線可使照相底片感光，在電場(chǎng)中這些射線會(huì)被分成三束，你能分辨出它們分別是什么射線嗎？教師在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上繼續(xù)提問(wèn)：發(fā)出射線的原子核還是原來(lái)那種元素的原子核嗎、如何才能看到這些粒子的運(yùn)動(dòng)徑跡等。 歸納小結(jié) 天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子核內(nèi)部有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，而且原子核可以發(fā)生變化?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)原子核的轉(zhuǎn)變過(guò)程是探究原子核性質(zhì)和核內(nèi)結(jié)構(gòu)的最好時(shí)機(jī)，為了更有效地探索，必須用人工的方法轟擊原子核迫使原子核發(fā)生轉(zhuǎn)變。 （二）盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的實(shí)驗(yàn)過(guò)程及布拉凱特的云室照片虛擬實(shí)驗(yàn) 詳細(xì)介紹盧瑟福用粒子轟擊氮核的實(shí)驗(yàn)裝置及各部分裝置的作用以及實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)果，并用課件演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程。提出問(wèn)題 在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的質(zhì)子從何而來(lái)？請(qǐng)學(xué)生大膽猜想。在學(xué)生思考的基礎(chǔ)上告知盧瑟福認(rèn)為質(zhì)子是粒子擊中氮原子核，發(fā)生核反應(yīng)產(chǎn)生的。 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 1、如果是核反應(yīng)產(chǎn)生的質(zhì)子，則它們?cè)谠剖抑械膹桔E為3條：入射粒子的徑跡、質(zhì)子的徑跡、新核的反沖徑跡；如果是粒子將質(zhì)子從氮核中直接打出來(lái)，則在云室中看到4條徑跡：入射粒子的徑跡、碰撞后的粒子的徑跡、質(zhì)子的徑跡、放出質(zhì)子后的新核的反沖徑跡。 2、展示布拉凱特實(shí)驗(yàn)的云室照片。分析判斷 盧瑟福的猜想是正確的。 （三）查德威克發(fā)現(xiàn)中子提出問(wèn)題 想一想：原子核只是質(zhì)子組成的嗎？PPT出現(xiàn)任意兩種元素的原子核示意圖和它們各自的質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)的列表供學(xué)生思考，得到原子核內(nèi)質(zhì)子的質(zhì)量大約占原子核質(zhì)量的一半、質(zhì)子的電量總和就是原子核所帶的電量。盧瑟福依據(jù)原子核的電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)的差別，預(yù)見(jiàn)到原子核中應(yīng)該存在質(zhì)量與質(zhì)子相等的、不帶電的粒子，盧瑟福稱其為中子。虛擬實(shí)驗(yàn) 用課件演示放射性元素釙發(fā)出的射線轟擊鈹。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：射線轟擊鈹產(chǎn)生的中性粒子有很強(qiáng)的穿透能力，可貫穿1020cm的鉛板，經(jīng)檢測(cè)這種粒子不帶電。有人認(rèn)為這種粒子是高能的射線。 推理分析 計(jì)算表明，不可見(jiàn)粒子從石蠟中打出質(zhì)子，需要提供5.7 Mev的能量，這要求射線的能量達(dá)到55 Mev。但是，釙發(fā)出的射線轟擊鈹只能產(chǎn)生7 Mev的射線。因此，不可見(jiàn)粒子能從石蠟中打出質(zhì)子，它一定不是鈹被轟擊后發(fā)出的射線。查德威克用碰撞中的動(dòng)量守恒和能量守恒分析得到不可見(jiàn)粒子是質(zhì)量與質(zhì)子幾乎相等的、不帶電的粒子，它正是盧瑟福預(yù)見(jiàn)的中子。（四）歸納小結(jié)與核力、同位素概念及核符號(hào) 原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子，核子間有一種比庫(kù)侖力大得多的核力作用，核力是一種短