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阅读材料,根据要求完成教学设计。 材料一 《普通高中物理课程标准(2017年版)》关于“原子结构”的内容标准为:“了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验。” 材料二 高中物理某版本教科书关于“α粒子散射实验”的教学内容如下。
阅读材料,根据要求完成教学设计。 材料一 《普通高中物理课程标准(2017年版)》关于“原子结构”的内容标准为:“了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验。” 材料二 高中物理某版本教科书关于“α粒子散射实验”的教学内容如下。
admin
2021-03-27
69
问题
阅读材料,根据要求完成教学设计。
材料一 《普通高中物理课程标准(2017年版)》关于“原子结构”的内容标准为:“了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验。”
材料二 高中物理某版本教科书关于“α粒子散射实验”的教学内容如下。
α粒子是从放射性物质(如铀和镭)中发射出来的快速运动的粒子,带有两个单位的正电荷,质量为氢原子质量的4倍、电子质量的7300倍。
1909年,英籍物理学家卢瑟福指导他的学生盖革和马斯顿进行α粒子散射实验的研究时,所用仪器的俯视图如图18.2-2所示。R是被铅块包围的α粒子源,它发射的α粒子经过一条细通道,形成一束射线,打在金箔F上。,M是一个带有荧光屏S的放大镜,可以在水平面内转到不同的方向对散射的α粒子进行观察。被散射的α粒子打在荧光屏上会有微弱的闪光产生。通过放大镜观察散光就可以记录在某一时间内向某一方向散射的α粒子数。从α粒子源到荧光屏这段路程处于真空。
当α粒子打到金箔上时,由于金原子中的带电粒子对α粒子有库仑力作用,一些α粒子的运动方向改变,也就是发生了α粒子的散射。统计散射到各个方向的α粒子所占的比例,可以推知原子中电荷的分布情况。
材料三 教学对象为高中三年级学生,已学过原子的结构相关知识。
任务:
结合所给材料,完成“原子的核式结构模型”的教学设计。教学设计要求包括:教学目标、教学重点、教学过程(要求含有教师活动、学生活动、设计意图,可以采用表格式、叙述式等)。
选项
答案
教学设计如下: 原子的核式结构模型 一、教学目标 1.知道阴极射线及其本质,了解电子及其比荷,知道原子的核式结构模型及原子核的电荷分布。 2.掌握电子的电荷量、原子的核式结构模型,能够通过科学推理解决相关的问题。 3.探究阴极射线的本质,理解α粒子散射实验,揭示实验本质,得出结论,体会科学家的探索方法,提高观察与实验的能力。 4.通过学习体验科学家探索科学的艰辛,坚持实事求是的科学态度,培养积极探索科学的兴趣。 二、教学重难点 1.教学重点 (1)引导学生小组自主思考讨论对α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。 (2)在教学中渗透物理学方法:模型方法、黑箱方法和微观粒子碰撞方法。 2,教学难点 引导学生小组自主思考讨论对α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。 三、教学过程 环节一:新课导入 教师:汤姆逊发现电子,根据原子呈电中性,提出了原子的“枣糕模型”。用动画展示原子的“枣糕模型”,并提问:汤姆逊提出的原子的“枣糕模型”是否正确呢? 学生观看动画并思考问题。 【设计意图】全方位展示实验过程,方便学生理解。 环节二:新课讲授 1.α粒子散射实验原理 (1)原子的结构非常紧密,用一般的方法是无法探测它的内部结构的,要认识原子的结构,需要用高速粒子对它进行轰击。而α粒子具有足够的能量,可以接近原子中心。它还可以使荧光屏物质发光。如果α粒子与其他粒子发生相互作用,改变了运动方向,荧光屏就能够显示出它的方向变化。研究高速的α粒子穿过原子的散射情况是研究原子结构的有效手段。 (2)教师指出:研究原子内部结构要用到的方法——黑箱法、微观粒子碰撞方法等。 2.α粒子散射实验装置 α粒子散射实验的装置主要由放射源、金箔、荧光屏、望远镜和转动圆盘几部分组成。α粒子散射实验在课堂上无法直接演示,需要借助多媒体系统。利用动画向学生模拟实验的装置、过程和现象,使学生获得直观的切身体验,留下深刻的印象。通过多媒体重点指出,荧光屏和望远镜能够围绕金箔在一个圆周上运动,从而可以观察到穿透金箔后偏转角度不同的α粒子,并且让学生了解到这种观察是非常艰苦细致的工作,所用的时间也相当长。 3.实验的观察结果 实验的观察结果:入射的α粒子分为三部分。大部分沿原来的方向前进,少数发生了较大偏转,极少数发生大角度偏转。 学生体会α粒子散射实验中用到的科学方法;渗透科学精神的教育思想。 【设计意图】扩展学生的思维。 环节三:课后小结 1.投影出三个问题让学生先自己思考,然后以四人小组讨论。对于第一、二个问题,学生基本上能讨论出结果,师生共同分析第三个问题,然后让学生小组讨论,进行逻辑推理得出原子的结构。 第三个问题是用汤姆逊的“枣糕模型”能否解释α粒子大角度散射? 请同学们从以下三方面去考虑: (1)α粒子出现大角度散射有没有可能是由电子碰撞后造成的? (2)按照“枣糕模型”,α粒子在原子附近或穿越原子内部后有没有可能发生大角度偏转? (3)你认为原子中的正电荷应如何分布,才有可能造成α粒子的大角度偏转?为什么? 2.教师小结 对于问题(1)、(2),按照“枣糕模型”,有下列结论。 (1)碰撞前、后,质量大的α粒子速度几乎不变。只可能是电子的速度发生大的改变,因此不可能出现反弹的现象。即使是非对心碰撞,也不会有大角度散射。 (2)α粒子在原子附近时,由于原子呈中性,与α粒子之间没有或有很小的库仑力的作用,正电荷在原子内部均匀地分布。α粒子穿过原子时,由于原子两侧正电荷对它的斥力有相当大一部分互相抵消,使α粒子偏转的力不会很大,所以α粒子大角度散射说明“枣糕模型”不符合原于结构的实际情况。 对于问题(3): 先通过课件师生分析,然后小组讨论,推理分析得到卢瑟福的原子核式结构核型。教师起引导和组织作用。 实验中发现极少数α粒子发生了大角度偏转,甚至反弹回来,表明这些α粒子在原子中某个地方受到了质量、电量均比它本身大得多的物体的作用,可见原子中的正电荷、质量应都集中在一个中心上。 (3)绝大多数α粒子不偏移→原子内部绝大部分是“空”的。 (4)少数α粒子发生较大偏转→原子内部有“核”存在。 (5)极少数α粒子被弹回表明:①原子核作用力很大;②原子核质量很大,电量集中。 【设计意图】培养学生分析问题、解决问题及总结的能力;帮助学生回顾所学内容,增强记忆。 四、板书设计 原子的核式结构模型 一、α粒子散射实验 1.实验装置 2.实验结果 二、原子的核式结构模型 三、核式结构模型与“枣糕模型”
解析
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