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2019-2020年高中物理 19.1 原子核的組成教案 新人教版理選修3-5 ★新課標要求 （一）知識與技能 1．了解天然放射現(xiàn)象及其規(guī)律。 2．知道三種射線的本質(zhì)，以及如何利用磁場區(qū)分它們。 3．知道原子核的組成，知道核子和同位素的概念。 （二）過程與方法 1．通過觀察，思考，討論，初步學(xué)會探究的方法。 2．通過對知識的理解，培養(yǎng)自學(xué)和歸納能力。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 1．樹立正確的，嚴謹?shù)目茖W(xué)研究態(tài)度。 2．樹立辨證唯物主義的科學(xué)觀和世界觀。 ★教學(xué)重點 天然放射現(xiàn)象及其規(guī)律，原子核的組成。 ★教學(xué)難點 知道三種射線的本質(zhì)，以及如何利用磁場區(qū)分它們 ★教學(xué)方法 教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。 ★教學(xué)用具： 投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備 ★課時安排 1 課時 ★教學(xué)過程 （一）引入新課 教師：本節(jié)課我們來學(xué)習(xí)新的一章：原子核。本章主要介紹了核物理的一些初步知識，核物理研究的是原子核的組成及其變化規(guī)律，是微觀世界的現(xiàn)象。讓我們走進微觀世界，一起探索其中的奧秘！ 我們已經(jīng)知道，原子由什么微粒組成??？ 學(xué)生回答：原子由原子核與核外電子組成。 點評：由原來的知識引入新課，對新的一章有一個大致的了解。 教師：那原子核內(nèi)部又是什么結(jié)構(gòu)呢？原子核是否可以再分呢？它是由什么微粒組成？用什么方法來研究原子核呢？ 學(xué)生思考討論。 點評：帶著問題學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情 教師：人類認識原子核的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和它的變化規(guī)律，是從發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象開始的。 1896年，法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)，鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見的射線，這種射線可以穿透黑紙使照相底片感光。 居里和居里夫人在貝克勒爾的建議下，對鈾和鈾的各種礦石進行了深入研究，又發(fā)現(xiàn)了發(fā)射性更強的新元素。其中一種，為了紀念她的祖國波蘭而命名為釙（Po），另一種命名為鐳（Ra）。 學(xué)生一邊聽，一邊看掛圖。 點評：配合掛圖，展示物理學(xué)發(fā)展史上的有關(guān)事實，樹立學(xué)生對科學(xué)研究的正確態(tài)度。 （二）進行新課 1．天然放射現(xiàn)象 （1）物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)稱為放射性(radioactivity)。元素這種自發(fā)的放出射線的現(xiàn)象叫做天然放射現(xiàn)象．具有放射性的元素稱為放射性元素． （2）放射性不是少數(shù)幾種元素才有的，研究發(fā)現(xiàn)，原子序數(shù)大于82的所有元素，都能自發(fā)的放出射線，原子序數(shù)小于83的元素，有的也具有放射性． 學(xué)生一邊聽，一邊看書。 2．射線到底是什么 教師：那這些射線到底是什么呢？這就激發(fā)著人們?nèi)で蟠鸢福喊逊派湓捶湃胗摄U做成的容器中，射線只能從容器的小孔射出，成為細細的一束。在射線經(jīng)過的空間施加磁場，發(fā)現(xiàn)射線如圖所示：（投影） 思考與討論： ①你觀察到了什么現(xiàn)象？為什么會有這樣的現(xiàn)象？ ②如果射線，射線都是帶電粒子流的話，根據(jù)圖判斷，他們分別帶什么電荷。 ③如果不用磁場判斷，還可以用什么方法判斷三種射線的帶電性質(zhì)？ 學(xué)生分組討論，回答問題以及實驗方案。 ①射線分成三束，射線在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，是受到力的作用。這個力是洛倫茲力，說明其中的兩束射線是帶電粒子。 ②根據(jù)左手定則，可以判斷射線是正電荷，射線是負電荷。 ③帶電粒子在電場中要受電場力作用，可以加一偏轉(zhuǎn)電場，也能判斷三種射線的帶電性質(zhì)，如圖 點評：給出實驗現(xiàn)象，設(shè)置問題情境，引導(dǎo)學(xué)生自己得出結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生的觀察，分析，探究的能力。培養(yǎng)學(xué)生合作式學(xué)習(xí)的能力 用多種方案解決一個問題有利于培養(yǎng)學(xué)生的擴散散性思維。 教師：我們已經(jīng)研究了這三種射線的帶電性質(zhì)，那么這些射線還有哪些性質(zhì)呢？請同學(xué)們閱讀課文后填寫表格。 學(xué)生看書，進行總結(jié)。 點評：培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)，總結(jié)的能力。 教師：（幫助小結(jié)） ①實驗發(fā)現(xiàn)：元素具有放射性是由原子核本身的因素決定的，跟原子所處的物理或化學(xué)狀態(tài)無關(guān)。不管該元素是以單質(zhì)的形式存在，還是和其他元素形成化合物，或者對它施加壓力，或者升高它的溫度，它都具有放射性。 ②三種射線都是高速運動的粒子，能量很高，都來自于原子核內(nèi)部，這也使我們認識到原子核蘊藏有巨大的核能，原子核內(nèi)也有其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。 學(xué)生對照表格，理解書本知識。 點評：通過對照表格，可以讓學(xué)生更好的掌握規(guī)律性質(zhì)。 3．原子核的組成 教師提問： ①質(zhì)子：由誰發(fā)現(xiàn)的？怎樣發(fā)現(xiàn)的？ ②中子：發(fā)現(xiàn)的原因是什么？是由誰發(fā)現(xiàn)的？ 學(xué)生看書，然后回答問題 ①盧瑟福用粒子轟擊氮核，發(fā)現(xiàn)質(zhì)子。 ②查德威克發(fā)現(xiàn)中子。發(fā)現(xiàn)原因：如果原子核中只有質(zhì)子，那么原子核的質(zhì)量與電荷量之比應(yīng)等于質(zhì)子的質(zhì)量與電荷量之比，但實際卻是，絕大多數(shù)情況是前者的比值大些，盧瑟福猜想核內(nèi)還有另一種粒子。 教師：（幫助小結(jié)） ①質(zhì)子(proton)帶正電荷，電荷量與一個電子所帶電荷量相等， 中子(nucleon)不帶電， ②數(shù)據(jù)顯示：質(zhì)子和中子的質(zhì)量十分接近，統(tǒng)稱為核子，組成原子核。 點評：加強學(xué)生對書本知識的理解能力，以及語言概括能力。 教師：提問： ③原子核的電荷數(shù)是不是電荷量？ ④原子荷的質(zhì)量數(shù)是不是質(zhì)量？ 學(xué)生看書，然后回答問題： ③不是，原子核所帶的電荷量總是質(zhì)子電荷的整數(shù)倍，那這個倍數(shù)就叫做原子核的電荷數(shù)。 ④原子核的質(zhì)量幾乎等于單個核子質(zhì)量的整數(shù)倍，那這個倍數(shù)叫做原子核的質(zhì)量數(shù)。 點評：加強學(xué)生對書本知識的理解能力，以及語言概括能力。 小結(jié)： ③原子核的電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)=原子序數(shù) ④原子核的質(zhì)量數(shù)=核子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù) ⑤ 符號表示原子核，X：元素符號；A：核的質(zhì)量數(shù)；Z：核電荷數(shù) 教師：給出思考與討論題。 一種鈾原子核的質(zhì)量數(shù)是235，問：它的核子數(shù)，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)分別是多少？ 學(xué)生回答：核子數(shù)是235，質(zhì)子數(shù)是92，中子數(shù)是143。 點評：學(xué)生回答調(diào)動他們學(xué)習(xí)的積極性。 4．同位素(isotope) （1）定義：具有相同質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的原子，在元素周期表中處于同一位置，因而互稱同位素。 （2）性質(zhì)：原子核的質(zhì)子數(shù)決定了核外電子數(shù)目，也決定了電子在核外的分布情況，進而決定了這種元素的化學(xué)性質(zhì)，因而同種元素的同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)。 學(xué)生一邊聽，一邊看書。 提問：列舉一些元素的同位素？ 學(xué)生回答： 氫有三種同位素：氕（通常所說的氫），氘（也叫重氫），氚（也叫超重氫），符號分別是：。 碳有兩種同位素，符號分別是。 點評：舉例說明同位素的性質(zhì)，加深對這一概念的理解。 例：下列說法正確的是（ ） A．射線粒子和電子是兩種不同的粒子 B．紅外線的波長比X射線的波長長 C．粒子不同于氦原子核 D．射線的貫穿本領(lǐng)比粒子強 學(xué)生回答：BD 點評：本題考查了粒子的性質(zhì)及電磁波波長的比較等基本知識。19世紀末20世紀初，人們發(fā)現(xiàn)X，，，射線，經(jīng)研究知道，X，射線均為電磁波，只是波長不同。可見光，紅外線也是電磁波，波長從短到長的電磁波波譜要牢記。另外，射線是電子流，粒子是氦核。從，，三者的穿透本領(lǐng)而言：射線最強，射線最弱，這些知識要牢記。 （三）課堂小結(jié) 1．天然放射現(xiàn)象及其規(guī)律。 2．三種射線的性質(zhì)。 3．原子核的組成。 學(xué)生總結(jié)，討論。 （四）作業(yè)： 1．認真閱讀課后的“科學(xué)足跡”。完成問題與練習(xí)。 2．探究活動：射線的來源：原子核內(nèi)沒有電子，射線如何而來？ 點評：學(xué)生課后探究。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，為以后的學(xué)習(xí)作好準備。 ★教學(xué)體會 這節(jié)課由天然放射現(xiàn)象開始，揭示了原子核是可分的。展示物理學(xué)發(fā)展史上的有關(guān)事實， 是對學(xué)生進行辨證唯物主義思想教育的好素材。放射性元素放出的三種射線只可能從原子核里放出來的，從而引起人們?nèi)ヌ剿髟雍说膴W妙，揭開了核物理學(xué)的第一頁。核物理研究的是原子核的組成及其變換規(guī)律，是微觀世界的現(xiàn)象，不想宏觀世界那樣看得見，摸得著，研究起來也就更困難。通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，要使學(xué)生能對核物理的相關(guān)實驗基礎(chǔ)和研究問題的思路，方法有所體會，了解人類是怎樣認識微觀世界的。