人教版高中物理选修3-5课件2015-2016高二新课标第十八章原子结构、第十九章原子核教材分析(67张).pptx

3．如何检测三种射线？
研究射线的方法：磁场偏转、电偏转
引导学生分析教材 第65页“思考与讨 论”的内容，让射 线进入磁场，观察 偏转情况。
也可加电场，根 据射线的偏转情 况判断其电性。
照相底片
放射源
铅盒
天然放射现象
三种射线
名本 称质
符 在磁场 中的偏
号 转情况
带正
射 电的
线 粒
子流
42He
偏转
重视过程方法，形成思想观念
实验现象
绝大多数α粒子 不偏转
少数α粒子发生 较大偏转
极少数α粒子被 反向弹回
实验推论
原子内部绝大部分 是“空”的
库仑作用力很大， 正电荷电量集中
在原子内部碰到了 比α粒子质量大很多 的物体
对 粒子散射实验的理解 ①大约1/8000的 粒子偏转角度超过了90° ②用 粒子的散射现象研究原子的结构
课时安排
第一节 电子的发现
1学时
第二节 第三节 第四节
原子的核式结构模型 1学时
氢原子光谱
1学时
玻尔的原子模型
1学时
本章重点
原子的核式结构模型 玻尔的原子结构理论
第十九章 原子核
一、本章概述
本章各节的编排顺序基本上是依循探索原子核 内部奥秘的历程安排的。涉及的不仅是原子核、原 子、中子以及那些并不基本的“基本粒子”所处的 微观世界，也把眼光投向了广袤无边的宇宙，介绍 宇宙世界中恒星的演化和宇宙大爆炸理论。
二、本章教学建议
3.明晰实验原理、作用
★汤姆孙实验
1897年，汤姆孙通过阴极射线管的实验发 现了电子
汤姆孙被誉为: “一位最先打开通向
基本粒子物理学大门 的伟人。”
电子的发现 导致 了原子物理这门学科 的诞生。
两种观点：电磁辐射、 带电微粒
比较粒子流和电磁波的区别
粒子流
电磁波
速度 未知
真空光速
电性 可能带电荷 不带电荷
能级跃迁——光子的发射和吸收
光子的发射：原子从较高能级自发地向较
低能级跃迁，以光子的形式放出能量
原子从能级Em跃迁到En（m>n）
放出光子hν=Em-En
n
氢原子的能级图： E
∞ －－－－－－－－－－－－－－－－0－eV
５
-0.54
４
-0.85
３
-1.51
２
-3.4
存在跃迁的可能性：n(n 1) 2
１
-13.6
光子的吸收
原子吸收了光子后则从较低能级向较 高能级跃迁
原子吸收光子的能量也为能级差
hν=Em-En
发射光谱
光谱
各种光谱的特点及成因：
定义：由发光体直接产生的光谱
｛产生条件：炽热的固体、液体和高压气体发
连续光谱 光形成的 光谱的形式：连续分布，一切波长的光都有
｛ 线状光谱 产生条件：稀薄气体发光形成的光谱
高速
射电
0-1e
线 子流
偏转
光
子流
射 或高
不偏转
线 频电
磁波
在电场 中偏转
情况 偏转
偏转
不偏转
电 射出 电离 贯穿 荷 量 速度 本领 本领
约为
2e c/10
强
弱
一e 接近c 较弱 较强
O
C
弱
强
补充两个方程
质子是1919年卢瑟福用α粒子轰击氮核发现的 方程为：174 N 24He187O11H （ 第4节 核反应）
问题 → 假说 → 实验 y→es 理论 → 实践 no
在学习过程中，不仅要努力去了解物质 世界的微观本质，还要去深刻体验人们研 究不能直接感知的那些事物所应用的科学 方法，如：测定实验分析法、统计归纳法 （半衰期）、类比法等
使学生领悟：猜想与假设、分析与论证、 科学方法的有效运用――原子物理体现 出的探究精神！
油滴结果 第3粒测量数据 233
油滴结果 第4粒测量数据 224
油滴结果
下落时间(s) 电荷q 电子数n e值 9.98 1.13e-18 7 1.61e-19 10.53 1.20e-18 8 1.50e-19 8.26 1.52e-18 10 1.52e-19 8.49 1.52e-18 10 1.52e-19
卢瑟福预言了原子核内有中子—1932年，查德威克用α粒
子轰出铍核发现中子
方程为：
9 4
Be
24He162
C
01n
理解基本概念： 质子、中子、核子、电荷数、质量数、同位素
掌握原子核表示符号：
A z
X
第二节 放射性元素的衰变
第十九章 原子核
1.电荷数守恒和质量数守恒的规律
类型 α衰 变
β衰 变
衰变方程
★激发原子的手段不只是让它吸收电磁辐射，还 有加热或使粒子碰撞
弗兰克－赫兹实验的结果：接收级电流随K-G键电压的变化关系 图，会分析此图是作出结论的关键。
汞蒸汽－－4.9eV
4．利用形象思维，理解概念规律，建立物理模型
原子、原子核部分比较抽象，物理规律与传 统力学不同，理解难度大，观念转变难！
可以用一些类比、比喻的方法，还可以重放 图片、动画、视频等，帮助建立模型、理解 概念。
油滴室内是两块水平 放置的平行金属板组成的 电容器，电容器上的直流 电压在0－500伏内连续可 调
改变电压的大小和 方向可以控制油滴在电 场中运动的快慢和方向
较小的油滴，运动较缓慢，所带电量小于5个基本电量
几组实验数据：
第1粒油滴数据 电压(v) 测量数据 235
油滴结果 第2粒测量数据 203
结构差异
成功和局限
“枣糕” 模型
电子的 发现
带正电物质均匀 解释了一些实验事实
分布在原子内,电 ,无法说明α粒子散
子镶嵌其中
射实验
核式结 构模型
α粒子散 射实验
全部正电荷和几 成功解释了α粒子散
乎全部质量集中 射实验,无法解释原
在核里,电子绕核 子的稳定性与原子光
旋转
谱的分立特征
玻尔的原 子模型
氢原子光 谱的研究
《原子核》知识结构
原子核组成——核子 原子核变化
核子作用与核能
衰变 人工转变
重核裂变 轻核聚变
二、各节知识梳理及教学建议
第一节 原子核的组成 思路：从放射现象入手，研究原子核内部情况
教学中要体现科学探究的精神
1．有什么事实和理由可以说明放射性元素放出的射线来 自原子核的内部？天然放射现象的发现对物质微观结构的 研究有什么意义？
2670Co
228 88
Ra
226 88
Ra
164C
5.271a 5.75a 1600a 5730a
237 93
Np
2.144106 a
U 235
92
7.038108 a
U 238
92
4.468109 a
23920Th 1.4051010 a
对半衰期的理解： 1. 它表征放射性元素的原子核有一半发生衰变所需的时间。
课程标准要求
（1）了解人类探究原子结构的历史以及有关 经典实验。
（2）通过对原子光谱的分析，了解原子的能 级结构。
二、本章教学建议
1.整合教材资源，构建知识脉络
实验事实
理论假说
电子发现
汤姆孙枣糕模型
粒子散射实验
卢瑟福行星模型
氢原子光谱
玻尔量子模型
其他原子光谱
薛定谔电子云模型
三种模型比较
实验基础
6. 铋210的半衰期是5天，经过多少天后，20 g铋还 剩1.25 g？
第三节 探测射线的方法 一般性了解的要求 探测射线方法：
1、射线使气体或液体电离，以这些离子为核心， 过饱和的蒸气会产生雾滴，过热的液体会产生气泡。
2、使照相乳胶感光。 3、使荧光物质产生荧光。 探测射线的常用仪器： 威尔逊云室、气泡室、盖革米勒计数器 可采用学生自学的方式
③ 粒子散射实验为什么用金箔（10-7m） ④ 实验中电子对实验结果有无影响
★光谱实验
1913年玻尔提出了自己的原子结构假说
1、围绕原子核运动的电子轨道半 径只能是某些分立的数值，这些
现象叫做轨道量子化；
2、不同的轨道对应着不同的状态， 在这些状态中，尽管电子在做变 速运动，却不辐射能量，因此这
误差 0.92% 5.93% 4.50% 4.79%
★α粒子散射实验
实验结果：（绝大多数、少数、极少数） 原教材：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前 进，少数粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数粒子 偏转角超过了90°，有的甚至被弹回，偏转角几乎达到 180°。 新教材：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来 的方向前进，但有少数α粒子（约占八千分之一）发生 了大角度偏转，偏转角度甚至大于90°，也就是说它们 几乎被“撞了回来”
些状态是稳定的；
3、原子在不同的状态之中具有不
玻
同的能量，所以原子的能量也是
尔
量子化的。
玻尔从上述假设出发，利用库仑定律和牛顿 运动定律，计算出了氢的电子可能的轨道半径 和对应的能量．
rn n 2 r1
氢 原
En
1 n2
E1
子
能
n 1,2,3
级
公式不要求学生掌握，但可
以通过公式使学生体会轨道、能 量的量子化
课程标准要求
（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。 （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核电数 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，思考科学技术和社会的关系 （7）初步了解恒星的演化，初步了解粒子物理学的初步 知识。