物理選擇性必修3第4章第3節原子的核式結構模型教學設計

課題原子的核式結構模型單元4學科物理年級高二

教材從“人類認識原子結構”的歷程中分三個階段講述，更體現了新課標要求下的科學

探究的重要性：第一階段:發現電子，認識到原子內部也有結構。第二階段:推測原子中電荷

的分布，認識到原子的核式結構。第三階段經典電磁理論遇到了矛盾，玻爾提出了新的原

教材:

分析子理論。

在教學過程中應重點引導學生思考經典電磁理論遇到的矛盾。提高學生的質疑和探究能

力。

物理觀念：知道陰極射線及本質，了解電子及其比荷，知道原子的核式結構模型及原子

核的電荷與尺度。

科學思維：掌握電子的電荷量、原子的核式結構模型，能夠通過科學推理解決相關的問

題。

核心科學探究：探究陰極射線的本質，理解α粒子散射實驗，揭示實驗本質，得出結論，體

素養

會科學家的探索方法，提高觀察與實驗的能力。

科學態度與責任：通過學習體驗科學家探索科學的艱辛，堅持實事求是的科學態度，培

養積極探索科學的興趣。

了解電子及其比荷，知道原子的核式結構模型及原子核的電荷與尺度。

重點

探究陰極射線的本質，理解α粒子散射實驗，揭示實驗本質，得出結論，體會科學家的

難點探索方法，提高觀察與實驗的能力。

教學過程

教學環節教師活動學生活動設計意圖

導入新課早在1858年，德國物理學家普呂克爾就發現

了氣體導電時的輝光放電現象。

了解陰極讓學生了解

射線，思考陰前輩的科學家們

1876年，德國物理學家戈德斯坦認為管壁上極射線的本對科學的探索歷

的熒光是由于玻璃受到的陰極發出的某種射線的質。程。

撞擊而引起的，這種射線被命名為陰極射線。

陰極射線的本質？

赫茲：電磁波說

這種射線本質是一種電磁波的傳播過程

湯姆遜：粒子說

這種射線本質是一種高速粒子流

講授新課一、電子的發現

能用電偏幫助學生回

轉和磁偏轉判顧電場和磁場的

斷陰極射線帶相關知識，提高

負電荷。學生用已知知識

來解決未知問題

陰極射線在電場的偏轉——帶負電荷。

的能力。

陰極射線在磁場的偏轉——帶負電荷。

總結：陰極射線本質是帶負電荷的電子流。

課堂練習1、(多選)如圖所示,一只陰極射線管

完成課堂

左側不斷有電子射出,若在管的正下方放一通電直幫助學生鞏

練習。

導線AB時,發現射線徑跡下偏,則()固基礎知識。

A.導線中的電流由A流向B

B.導線中的電流由B流向A

C.如要使電子束的徑跡向上偏,可以通過改變

AB中電流的方向來實現

D.電子的徑跡與AB中電流的方向無關

解析：陰極射線帶負電,由左手定則判斷管內磁

場垂直紙面向里;由安培定則判斷AB中電流的方向

由B流向A。電流方向改變,管內磁場方向改變,電

子受力方向也改變。

答案：BC

帶電粒子的比荷測定方法：①質譜儀：速度完成例掌握測定帶

選擇器+磁偏轉②電偏轉題。電粒子比荷的方

例1、如圖所示，讓一束均勻的陰極射線垂直法。

進入正交的電、磁場中，兩板間距離為d，選擇合

適的磁感應強度B1和電壓U，帶電粒子將沿直線進

入垂直紙面向里勻強磁場的B2，粒子將做勻速圓周

運動，測得其半徑為R，求

(1)求陰極射線中帶電粒子的速度

(2)求陰極射線中帶電粒子的比荷

U

U

evB1ev

dB1d

2eU

v掌握測定帶

evB2m

RmB1B2dR電粒子比荷的方

例2、如圖所示，電子以初速度v0從O點進入

法。

長為l、板間距離為d、電勢差為U的平行板電容

器中，出電場時打在屏上P點，經測量O′P距離

為Y0，求電子的比荷。

通過了解密

了解密立

立根油滴實驗的

根油滴實驗的

原理。

密立根油滴實驗:用噴霧的方法獲得了帶電油原理。

體驗科學家

滴，然后把這些帶不同質量和電荷量的油滴置入電

探索科學的艱

場中，通過電場力和重力平衡的方法最終測得帶電

辛。

油滴的電荷量。

完成課堂

練習。鞏固基礎知

識。

①帶電體電量q=ne(n=1,2,3...)

②電子電量e＝1.6×10－19C

③電子質量me＝9.1×10－31kg

課堂練習2、密立根實驗的原理如圖所示，A、

B是兩塊平行放置的水平金屬板，A板帶正電，B

板帶負電。從噴霧器嘴噴出的小油滴，落到A、B

兩板之間的電場中。小油滴由于摩擦而帶負電，調

節A、B兩板間電壓，可使小油滴受到的電場力和

重力平衡。已知小油滴靜止處場強是1.92×105

N/C，油滴半徑是1.64×10－4cm，油密度是0.851

g/cm3，求

（1）油滴所帶的電荷量？

（2）這個電荷量是電子電荷量的多少倍？

了解原子

核結構模型的

發展歷程。

二、原子的核式結構模型

湯姆孫棗糕模型(西瓜模型)

原子是一個球體，正電荷彌漫性地均勻分布在

整個球體內，電子鑲嵌在球中

通過學習盧

瑟福的核式結構

模型，建立起實

事求是的科學態

度和嚴謹的求學

湯姆孫棗糕模型的理論預測

精神。

由于正電荷的均勻分布，那么α粒子通過原子

時，粒子兩側的正電荷對它的庫侖斥力大部分相互

抵消，α粒子運動的影響不會很大。

盧瑟福α粒子散射實驗

α粒子散射實驗現象及解釋

①絕大多數的α粒子仍沿原來的方向前進—

—離金原子核較遠，庫侖斥力較小

②少數α粒子發生較大的偏轉——離金原子

核較近，庫侖斥力較大

③極少數α粒子偏轉角度超過90°，有的甚至

達到180°——正對或基本正對金原子核入射α粒

子在庫侖斥力作用下先減速至較小速度然后加速

遠離金原子核。

盧瑟福核式結構模型

盧瑟福核式結構模型

①在原子的中心有一個很小的核，叫做原子

核。

②原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中

在原子核里。

③帶負電的電子在核外空間繞著核旋轉。

拓展提高1、(多選)英國物理學家湯姆孫通過對陰極射線完成拓展

的探究,最終發現了電子,由此被稱為“電子之父”,提高。通過練習，

下列關于電子的說法正確的是()鞏固基礎知識。

A.任何物質中均有電子B.

不同物質中具有不同的電子

C.電子質量是質子質量的1836倍D.電子是

一種粒子,是比原子更基本的物質單元

解析：湯姆孫用不同的材料作陰極,都能發現陰

極射線且陰極射線均為同一物質——電子,這說明

任何物質中均含有電子,A對,B錯;根據對電子比荷

的測定可知,電子電荷量和氫原子核的電荷量相同,

電子的質量遠小于質子的質量