高中物理人教版 (新课标)选修31 原子核的组成教案

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修31 原子核的组成教案，共7页。

第十九章 原子核





新课标要求


1．内容标准


（1）知道原子核的组成。知道放射性和原子核的衰变。会用半衰期描述衰变速度，知道半衰期的统计意义。


（2）了解放射性同位素的应用。知道射线的危害和防护。


例1 了解放射性在医学和农业中的应用。


例2 调查房屋装修材料和首饰材料中具有的放射性，了解相关的国家标准。


（3）知道核力的性质。能简单解释轻核与重核内中子数、质子数具有不同比例的原因。会根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程。


（4）认识原子核的结合能。知道裂变反应和聚变反应。关注受控聚变反应研究的进展。


（5）知道链式反应的发生条件。了解裂变反应堆的工作原理。了解常用裂变反应堆的类型。知道核电站的工作模式。


（6）通过核能的利用，思考科学技术与社会的关系。


例3 思考核能开发带来的社会问题。


（7）初步了解恒星的演化。初步了解粒子物理学的基础知识。


例4 了解加速器在核物理、粒子物理研究中的作用。


2．活动建议：


（1）通过查阅资料，了解常用的射线检测方法。


（2）观看有关核能利用的录像片。


（3）举办有关核能利用的科普讲座。


新课程学习


19．1 原子核的组成


★新课标要求


（一）知识与技能


1．了解天然放射现象及其规律。


2．知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。


3．知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念。


（二）过程与方法


1．通过观察，思考，讨论，初步学会探究的方法。


2．通过对知识的理解，培养自学和归纳能力。


（三）情感、态度与价值观


1．树立正确的，严谨的科学研究态度。


2．树立辨证唯物主义的科学观和世界观。


★教学重点


天然放射现象及其规律，原子核的组成。


★教学难点


知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。


★教学方法


教师启发、引导，学生讨论、交流。


★教学用具：


投影片，多媒体辅助教学设备


★课时安排


1 课时


★教学过程


（一）引入新课


教师：本节课我们来学习新的一章：原子核。本章主要介绍了核物理的一些初步知识，核物理研究的是原子核的组成及其变化规律，是微观世界的现象。让我们走进微观世界，一起探索其中的奥秘！


我们已经知道，原子由什么微粒组成啊？


学生回答：原子由原子核与核外电子组成。


点评：由原来的知识引入新课，对新的一章有一个大致的了解。


教师：那原子核内部又是什么结构呢？原子核是否可以再分呢？它是由什么微粒组成？用什么方法来研究原子核呢？


学生思考讨论。


点评：带着问题学习，激发学习热情


教师：人类认识原子核的复杂结构和它的变化规律，是从发现天然放射现象开始的。


1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光。


居里和居里夫人在贝克勒尔的建议下，对铀和铀的各种矿石进行了深入研究，又发现了发射性更强的新元素。其中一种，为了纪念她的祖国波兰而命名为钋（P），另一种命名为镭（Ra）。


学生一边听，一边看挂图。


点评：配合挂图，展示物理学发展史上的有关事实，树立学生对科学研究的正确态度。


（二）进行新课


1．天然放射现象


（1）物质发射射线的性质称为放射性(radiactivity)。元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象．具有放射性的元素称为放射性元素．


（2）放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于82的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性．


学生一边听，一边看书。


2．射线到底是什么


教师：那这些射线到底是什么呢？这就激发着人们去寻求答案：把放射源放入由铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。在射线经过的空间施加磁场，发现射线如图所示：（投影）


思考与讨论：


①你观察到了什么现象？为什么会有这样的现象？


②如果射线，射线都是带电粒子流的话，根据图判断，他们分别带什么电荷。


③如果不用磁场判断，还可以用什么方法判断三种射线的带电性质？


学生分组讨论，回答问题以及实验方案。


①射线分成三束，射线在磁场中发生偏转，是受到力的作用。这个力是洛伦兹力，说明其中的两束射线是带电粒子。


②根据左手定则，可以判断射线是正电荷，射线是负电荷。


③带电粒子在电场中要受电场力作用，可以加一偏转电场，也能判断三种射线的带电性质，如图


点评：给出实验现象，设置问题情境，引导学生自己得出结论，培养学生的观察，分析，探究的能力。培养学生合作式学习的能力


用多种方案解决一个问题有利于培养学生的扩散散性思维。


教师：我们已经研究了这三种射线的带电性质，那么这些射线还有哪些性质呢？请同学们阅读课文后填写表格。


学生看书，进行总结。





点评：培养学生自学，总结的能力。


教师：（帮助小结）


①实验发现：元素具有放射性是由原子核本身的因素决定的，跟原子所处的物理或化学状态无关。不管该元素是以单质的形式存在，还是和其他元素形成化合物，或者对它施加压力，或者升高它的温度，它都具有放射性。


②三种射线都是高速运动的粒子，能量很高，都来自于原子核内部，这也使我们认识到原子核蕴藏有巨大的核能，原子核内也有其复杂的结构。


学生对照表格，理解书本知识。


点评：通过对照表格，可以让学生更好的掌握规律性质。


3．原子核的组成


教师提问：


①质子：由谁发现的？怎样发现的？


②中子：发现的原因是什么？是由谁发现的？


学生看书，然后回答问题


①卢瑟福用粒子轰击氮核，发现质子。


②查德威克发现中子。发现原因：如果原子核中只有质子，那么原子核的质量与电荷量之比应等于质子的质量与电荷量之比，但实际却是，绝大多数情况是前者的比值大些，卢瑟福猜想核内还有另一种粒子。


教师：（帮助小结）


①质子(prtn)带正电荷，电荷量与一个电子所带电荷量相等，


中子(nuclen)不带电，


②数据显示：质子和中子的质量十分接近，统称为核子，组成原子核。


点评：加强学生对书本知识的理解能力，以及语言概括能力。


教师：提问：


③原子核的电荷数是不是电荷量？


④原子荷的质量数是不是质量？


学生看书，然后回答问题：


③不是，原子核所带的电荷量总是质子电荷的整数倍，那这个倍数就叫做原子核的电荷数。


④原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，那这个倍数叫做原子核的质量数。


点评：加强学生对书本知识的理解能力，以及语言概括能力。


小结：


③原子核的电荷数=质子数=核外电子数=原子序数


④原子核的质量数=核子数=质子数+中子数


⑤ 符号表示原子核，X：元素符号；A：核的质量数；Z：核电荷数


教师：给出思考与讨论题。


一种铀原子核的质量数是235，问：它的核子数，质子数和中子数分别是多少？


学生回答：核子数是235，质子数是92，中子数是143。


点评：学生回答调动他们学习的积极性。


4．同位素(istpe)


（1）定义：具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。


（2）性质：原子核的质子数决定了核外电子数目，也决定了电子在核外的分布情况，进而决定了这种元素的化学性质，因而同种元素的同位素具有相同的化学性质。


学生一边听，一边看书。


提问：列举一些元素的同位素？


学生回答：


氢有三种同位素：氕（通常所说的氢），氘（也叫重氢），氚（也叫超重氢），符号分别是：。


碳有两种同位素，符号分别是。


点评：举例说明同位素的性质，加深对这一概念的理解。


例：下列说法正确的是（ ）


A．射线粒子和电子是两种不同的粒子


B．红外线的波长比X射线的波长长


C．粒子不同于氦原子核


D．射线的贯穿本领比粒子强


学生回答：BD


点评：本题考查了粒子的性质及电磁波波长的比较等基本知识。19世纪末20世纪初，人们发现X，，，射线，经研究知道，X，射线均为电磁波，只是波长不同。可见光，红外线也是电磁波，波长从短到长的电磁波波谱要牢记。另外，射线是电子流，粒子是氦核。从，，三者的穿透本领而言：射线最强，射线最弱，这些知识要牢记。





（三）课堂小结


1．天然放射现象及其规律。


2．三种射线的性质。


3．原子核的组成。


学生总结，讨论。





（四）作业：


1．认真阅读课后的“科学足迹”。完成问题与练习。


2．探究活动：射线的来源：原子核内没有电子，射线如何而来？


点评：学生课后探究。激发学生学习的热情，为以后的学习作好准备。








★教学体会


这节课由天然放射现象开始，揭示了原子核是可分的。展示物理学发展史上的有关事实，


是对学生进行辨证唯物主义思想教育的好素材。放射性元素放出的三种射线只可能从原子核里放出来的，从而引起人们去探索原子核的奥妙，揭开了核物理学的第一页。核物理研究的是原子核的组成及其变换规律，是微观世界的现象，不想宏观世界那样看得见，摸得着，研究起来也就更困难。通过本节的学习，要使学生能对核物理的相关实验基础和研究问题的思路，方法有所体会，了解人类是怎样认识微观世界的。