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典型教案

人类对原子结构的认识历史

2009年06月20日 15:18 admin 点击:[]

引入话题:同学们在前面的学习中已经了解到原子是科学家们通过观察自然现象和物质的变化规律提出来的,并根据实验事实不断地发展和修正着。

复习回顾

投影11803年,英国化学家道尔顿根据物质变化中的规律第一个提出了科学的原子论。(道尔顿的原子模型)

投影21858年,普吕克发现阴极射线,随后,科学家们相继发现了电子、X射线、元素的放射性及氢原子光谱等,将人们的眼光引向了原子内部。

投影31897年汤姆生通过实验证实原子中有电子存在,并根据这些实验事实,于1904年提出了一种原子模型。(汤姆生原子模型)

提问:汤姆生的原子模型与道尔顿原子模型相同吗?有何进步?

回答:

提问:你认为人类对原子结构的认识下一步将会怎么发展呢?

回答:

引入新课:

投影:1903年,英国科学家卢瑟福在研究物质的放射性时,发现一种穿透能力极强并带正电的射线,将其命名为α射线。(α粒子介绍)

投影:1910年,卢瑟福与马斯顿、盖革等进行了用一束α粒子轰击金箔的实验。

多媒体展示:α粒子散射实验

提问:α粒子散射实验产生了什么现象呢?

回答:绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿着原来的方向前进,但是有少数α粒子发生了较大的偏转,并且有极少数α粒子的偏转超过了90度,有的甚至达到180度,像是被金箔弹了回来。

提问:为什么会产生这样的现象呢?

讨论与思考:

提示1:这种现象的产生与原子结构有关系吗?

提示2:按照汤姆生的原子模型,α粒子散射实验会是怎样呢?

讨论与思考:

投影:α粒子在汤姆生原子模型上的散射

提问:根据α粒子散射实验现象,你认为原子结构应该是什么样的呢?

讨论与思考并回答:(学生按照自己的思路提出符合α粒子散射实验现象的原子结构模型,并说明理由,教师引导学生向原子的核式结构方向思考,思路:先确定原子中核的存在,再思考原子中电子的运动状态)

提问:原子中的电子是绕核作圆周运动的,它需要能量吗?

回答:

提问:按照圆周运动的特点,电子的能量最终将会怎样?原子将会怎样?与事实相符吗?

回答:

提问:那么原子中的电子到底是怎样运动的呢?我们先来看一些与电子运动有关的实验现象。

投影:光谱

太阳光或白光是一种混合光,通过三棱镜折射后,可以按照光的能量高低(波长的长短)依次分成红、橙、黄、绿、蓝、紫等不同波长的光。如连续光谱

科学家们发现任何原子在被火花、电弧或用其它方法激发时,其电子会获得能量,从而要通过运动以释放出这些能量,在释放能量的时候会发出光谱,如下

提问:同学们看到的太阳光光谱和原子光谱相同吗?有什么不同呢?为什么会有这样的不同呢?

讨论与思考:

提示1:原子光谱有什么特点吗?

回答:

提示2:原子光谱的这些特点说明了什么呢?跟电子的运动状态有关系吗?

回答:

提问:你们认为原子中的电子会是怎样运动的呢?

讨论与思考:(学生按照自己的思路提出能解释原子光谱特点的电子运动状态并说明理由。教师引导学生思考光谱连续与不连续的区别,并引导学生思考产生不连续光谱的原因)

教师评语:同学们都很聪明,能根据实验现象推测出新的原子结构模型,并能解释各种现象产生的原因。那么科学家们又是怎样做的呢?让我们一起来看。

投影:卢瑟福的思考

基于α粒子散射实验的事实,卢瑟福确定了原子中一定存在一个体积很小、集中了正电荷、并且质量与α粒子相当的核。原子中的电子又是以什么样的状态存在的呢?他想到了行星绕太阳运行。

投影:卢瑟福原子的核模型(卢瑟福原子模型的介绍)

提问:同学们了解了卢瑟福原子模型的提出过程,有何感想?与你们刚才的思考过程相似吗?

回答:

投影:1885年,瑞士物理学家巴尔麦在研究氢原子的可见光谱时,发现该区九条光谱线的波长有一定的规律,并采用数学公式表示。

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