5.1原子核的組成教學(xué)設(shè)計(jì)

課題原子核的組成單元5學(xué)科物理年級(jí)選修3

物理觀念：知道天然放射現(xiàn)象及三種射線的本質(zhì)，了解核子、同位素的基本觀念，知道

原子核的組成。

科學(xué)思維：掌握三種射線的本質(zhì)，能夠利用磁場、電場區(qū)分它們，理解原子核的構(gòu)成，

并能分析、解決相關(guān)問題，提高解題能力。

學(xué)習(xí)

目標(biāo)科學(xué)探究：通過利用磁場探究三種射線的本質(zhì)，學(xué)習(xí)用α粒子轟擊原子核發(fā)現(xiàn)核子，體

驗(yàn)科學(xué)探究的過程，提高觀察與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：體會(huì)科學(xué)家們探索射線的艱辛，以及實(shí)事求是、不畏艱險(xiǎn)的科學(xué)精神，

增強(qiáng)探究科學(xué)的意識(shí)。

重點(diǎn)掌握三種射線的本質(zhì)，能夠利用磁場、電場區(qū)分它們，理解原子核的構(gòu)成，并能分析、解決

相關(guān)問題，提高解題能力

難點(diǎn)掌握三種射線的本質(zhì)，能夠利用磁場、電場區(qū)分它們，理解原子核的構(gòu)成，并能分析、解決

相關(guān)問題，提高解題能力

教學(xué)過程

教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖

導(dǎo)入新課"放射性"這個(gè)詞我們應(yīng)該經(jīng)常聽說

思考什么從學(xué)生在日

是放射性。常生活中聽過的

詞匯引入新課，

激發(fā)學(xué)生的興

趣。

人們認(rèn)識(shí)原子核的結(jié)構(gòu)就是從天然放射性現(xiàn)

象開始的。

什么是放射性呢？人類又是如何發(fā)現(xiàn)原子核

的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的呢？

講授新課一、天然放射現(xiàn)象

1896年法國物理學(xué)家貝克勒爾：

鈾和含鈾礦物能發(fā)出射線，穿透黑紙使底片感

光。

1898年居里夫婦：深入研究鈾，發(fā)現(xiàn)發(fā)射性更

理解放射

強(qiáng)新元素：釙（Po），鐳（Ra）。

性和放射性元通過對(duì)科學(xué)

放射性：物質(zhì)能發(fā)射射線的性質(zhì)素的含義。家探索歷程的學(xué)

放射性元素：具有放射性的元素習(xí)，讓學(xué)生理解

放射性不是少數(shù)幾種元素才有的，研究發(fā)現(xiàn)，什么是放射性，

原子序數(shù)大于或等于83的所有元素，都能自發(fā)的什么是放射性元

放出射線，原子序數(shù)小于83的元素，有的也具有素。

放射性．

元素的放射性，與它所處的物理、化學(xué)狀態(tài)均

無關(guān)！

射線到底是什么呢？

二、射線的本質(zhì)

理解三種

射線的本質(zhì)。

α射線的穿透本領(lǐng)最小，我們用一張紙就能把

它擋住.

β射線的穿透本領(lǐng)較強(qiáng)，很容易穿透黑紙，還

能穿透幾毫米厚的鋁板.

γ射線的穿透本領(lǐng)極強(qiáng)，一般薄金屬板都擋

通過對(duì)比和

不住它，它能穿透幾十厘米厚的水泥墻和幾厘米厚

列表格的方式，

的鉛板

讓學(xué)生更好的理

電離作用：射線飛行途中遇到原子并將其部分完成表

解三種射線的本

能量轉(zhuǎn)移給原子中的電子，使這個(gè)電子脫離核的束格。

質(zhì)。

縛成為自由電子。

三種射線的比較方法

在電場、磁場中偏轉(zhuǎn)情況的比較

完成課堂

課堂練習(xí)1、(多選)將α、β、γ三種射線分別

練習(xí)。

射入勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場,如下圖表示射線偏轉(zhuǎn)情

況中正確的是()

解析：已知α粒子帶正電,β粒子帶負(fù)電,γ射

線不帶電,根據(jù)正、負(fù)電荷在磁場中運(yùn)動(dòng)所受洛倫茲

力方向和正、負(fù)電荷在電場中所受電場力方向,可知

A、B、C、D四幅圖中,α、β粒子的偏轉(zhuǎn)方向都是

正確的,但偏轉(zhuǎn)的程度需進(jìn)一步判斷。帶電粒子在磁

mv

場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其半徑r,將其數(shù)據(jù)代

qB

入,則α粒子與β粒子的半徑之比為

rmvq

370.9

rmvq

由此可見A錯(cuò)誤，B正確

帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場,設(shè)初速度為vo,垂

直電場線方向位移為x,沿電場線方向位移為y,則有

思考：原

1qE

x=vot.y=t2子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)提出問題，

2m

究竟如何？引發(fā)學(xué)生思考。

對(duì)某一確定的x值,a、β粒子沿電場線偏轉(zhuǎn)距

離之比為0.027，由此可見C錯(cuò)誤，D正確

答案：AD

三、原子核的組成

放射性現(xiàn)象中放出的三種射線都是從放射性

元素的原子核內(nèi)釋放出來的，這表明原子核也有內(nèi)

部結(jié)構(gòu).

原子核內(nèi)究竟還有什么結(jié)構(gòu)？

原子核又是由什么粒子組成的呢？

了解質(zhì)子

的發(fā)現(xiàn)過程。

1.質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)

1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核，得到了質(zhì)

子。經(jīng)過研究證明，質(zhì)子帶正電荷，其電量和一個(gè)

電子的電量相同，它的質(zhì)量等于一個(gè)電子質(zhì)量的

1836倍.進(jìn)一步研究表明，質(zhì)子的性質(zhì)和氫原子核思考原子

的性質(zhì)完全相同，所以質(zhì)子就是氫原子核。核是否只由質(zhì)引導(dǎo)學(xué)生從

子組成。實(shí)際情況出發(fā)，

思考原子核是否

只由質(zhì)子組成。

質(zhì)子帶正電荷，電荷量與一個(gè)電子的電荷量相培養(yǎng)學(xué)生在

等。質(zhì)子的質(zhì)量為解決問題的時(shí)候

-27要從實(shí)際出發(fā)。

mp=1.672621898x10kg.

同樣的方法，從氟、鈉、鋁的原子核中打出了

質(zhì)子。------質(zhì)子是原子核的組成部分。

原子核是否只是由質(zhì)子組成呢？

盧瑟福進(jìn)而猜想原子核內(nèi)存在不帶電的中子，

明確原子

這一猜想被他的學(xué)生查德威克用實(shí)驗(yàn)證實(shí)，并得到

核的組成。

公認(rèn)．

2.中子的發(fā)現(xiàn)

1932年英國物理學(xué)家查德威克又發(fā)現(xiàn)了中子，

通過研究證明中子的質(zhì)量和質(zhì)子的質(zhì)量基本相同，

但是不帶電.是中性粒子.

學(xué)會(huì)原子

核的表示方

中子不帶電，用n表示。中子的質(zhì)量是mn=

法。

1.674927471x10-27kg

舉例說明，

原子核的組成

讓學(xué)生更好的理

解原子核的表示

方法，加深學(xué)生

對(duì)此表示方法的

（核）電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)印象。

質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)

原子核的表示:

總結(jié)知識(shí)

點(diǎn)。對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)

行歸納總結(jié)，便

于學(xué)生理解和記

憶。

235

92U表示鈾原子核

有92個(gè)質(zhì)子,質(zhì)量數(shù)為235,

(即有143個(gè)中子)

4

2He表示氦原子核

有2個(gè)質(zhì)子,質(zhì)量數(shù)為4,

(即有2個(gè)中子)

知識(shí)歸納

1.對(duì)核子數(shù)、電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)的理解

(1)核子數(shù):質(zhì)子和中子質(zhì)量差別非常微小,二者

統(tǒng)稱為核子,質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和叫核子數(shù)。

(2)電荷數(shù)(Z):原子核所帶的電荷總是質(zhì)子電荷

的整數(shù)倍,通常用這個(gè)整數(shù)表示原子核的電荷量,叫

作原子核的電荷數(shù)。

(3)質(zhì)量數(shù)(A):原子核的質(zhì)量等于核內(nèi)質(zhì)子和中

子的質(zhì)量的總和,而質(zhì)子與中子質(zhì)量幾乎相等,所以

原子核的質(zhì)量幾乎等于單個(gè)核子質(zhì)量的整數(shù)倍,這完成課堂

個(gè)整數(shù)叫作原子核的質(zhì)量數(shù)。練習(xí)。

2.同位素

原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)決定了核外電子的數(shù)目,進(jìn)

而也決定了元素的化學(xué)性質(zhì),同種元素的質(zhì)子數(shù)相

同,核外電子數(shù)也相同,所以有相同的化學(xué)性質(zhì),但它

們的中子數(shù)可以不同,所以它們的物理性質(zhì)不同。把

具有相同質(zhì)子數(shù)、不同中子數(shù)的原子核組成的元素

互稱為同位素。同位素的化學(xué)性質(zhì)相同,但物理性質(zhì)

不同。

課堂練習(xí)2、已知鐳的原子序數(shù)是88,原子核的

質(zhì)量數(shù)是226。試問:

(1)鐳核中有幾個(gè)質(zhì)子?幾個(gè)中子?

(2)鐳核所帶電荷量是多少?

(3)若鐳原子呈現(xiàn)中性,它核外有幾個(gè)電子?

解析：因?yàn)樵有驍?shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)、

中性原子的核外電子數(shù)都是相等的,原子核的質(zhì)量

數(shù)等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和。

(1)鐳核中的質(zhì)子數(shù)等于其原子序數(shù),故質(zhì)子數(shù)

為88,中子數(shù)N等于原子核的質(zhì)量數(shù)A與質(zhì)子數(shù)Z

之差,即N=A-Z=226-88=138。

(2)鐳核所帶電荷量Q=Ze=88×1.6×10-19

C=1.408×10-17C。

(3)鐳原子呈中性,則核外電子數(shù)等于質(zhì)子數(shù),故

核外電子數(shù)為88。

答案：(1)88138(2)1.408×10-17C(3)88

(4)113∶114

拓展提高

A.它們的質(zhì)子數(shù)相等

完成拓展通過練習(xí)，

B.若為中性原子,它們的核外電子數(shù)相等

提高。鞏固基礎(chǔ)知識(shí)。

C.它們的核子數(shù)相等

D.它們的化學(xué)性質(zhì)相同

解析：氕、氘、氚的核子數(shù)分別為1、2、3,質(zhì)

子數(shù)和中性原子狀態(tài)核外電子數(shù)均相同,都是1,中

子數(shù)等于核子數(shù)減去質(zhì)子數(shù),故中子數(shù)各不相同,A、

B正確,C錯(cuò)誤;同位素化學(xué)性質(zhì)相同,只是物理性質(zhì)

不同,D正確。

答案：ABD

據(jù)最新報(bào)道放射性同位素鈥166

2.,67Ho

在醫(yī)療領(lǐng)域有重要應(yīng)用,該同位素原子核內(nèi)中子數(shù)

與核外電子數(shù)之差是()

A.