1.1 从葡萄干面包模型到原子结构的行星模型(共2课时)

1.1从葡萄干面包模型到原子结构的行星模型（共2课时）

第2课时 用α粒子轰开原子世界的大门

一．教学目标

1．知识与技能

（1）知道α粒子散射实验的原理和结论；

（2）知道原子结构的行星模型的提出依据和内容。

2．过程与方法

认识探索原子结构的模型方法和实验方法，不断增强科学方法意识。

3．情感态度与价值观

感悟科学家探索原子结构奥秘中的科学方法的价值。

二．教学重点和难点

1．重点

卢瑟福提出原子结构行星模型中体现出来的创新思想。

2．难点

α粒子散射实验及行星模型提出的价值和意义以及怎样从该实验判断原子有很小的核。

三．教学用品

板书，多媒体

四．教学流程

1．设计思想

在学习完α粒子散射实验之后，本章的重难点突破以后，对这两节课的总结主要就是要令学生从科学家探索原子结构的过程中所用的科学方法，如模型法、实验法；还有就是要感受到科学家锲而不舍的踏实创新精神对人类科技发展和社会进步的作用。引导学生认识到科学技术的发展和社会进步的过程也是人类不断获取直接经验和间接经验并进行进一步探索的过程，从而使他们明白学习过程是获取知识与技能、培养能力、训练方法的过程。

2．流程图

3．流程图说明

回顾并引入：人们是怎样打开原子世界的大门的？

教师活动1：讲解α粒子给卢瑟福的启示和α粒子散射实验的设计。

结合Flash 动画演示α粒子散射实验过程。

学生活动1：学生按照汤姆孙模型对α粒子散射实验的结果进行预测。

归 纳1：由出人意料的实验结果提出原子结构的行星模型。

学生活动2：回顾这两节课中的内容并感悟科学家在探索过程中体现出来的宝贵精神。

五．教学案例

1．回顾并引入

继发现元素的放射性现象之后，科学家们在探索原子结构的过程中又有哪些发现？

2．教师活动1

当时科学家（包括卢瑟福），已接受了汤姆孙的原子模型，1909年卢瑟福建议其学生兼助手盖革和罗斯顿用α粒子轰击金箔去验证汤姆孙原子模型。

介绍α粒子散射实验的装置：

A ．放射源——放射性元素（Po ）放出α粒子，α粒子是氦的核，带2e 正电荷，质量是氢原子的4倍，具有较大的动能。

B ．金箔——作为靶子，厚度1μm, 重叠了3000层左右的原子。

C ．荧光屏——α粒子打在上面发出闪光。

D ．显微镜——通过显微镜观察闪光，且360°转动可观察不同角度，观察α粒子的到

达情况。

3．学生活动1

请同学们根据汤姆孙原子模型对实验结果进行预测。

（1）α粒子通过时遇到电子后会发生怎样变化？

学生回答“反弹”或“子弹飞行过程中碰到灰尘”。可作这样的类比：α粒子的质量是电子的7000倍左右，相当于7kg 的铅球滚动时碰到1g 的乒乓球，铅球的运动速度会改变吗？

（2）α粒子通过时原子正电部分对它产生的库仑斥力的影

响，因为正电荷在球体内均匀分布，所以两侧的斥力绝大部

分相互抵消，也不会使运动方向发生较大改变。

据推算：根据汤姆孙原子模型α粒子穿过金箔时产生大

角度散射的几率是10-3500，最大散射角不超过10°，（动画

展示5）——实验前预言的α粒子穿过金箔时的结果。

4．α粒子散射实验结果

请看这个实验实际得到的结果。（动画展示图6）该实验

装置的俯视图，按照汤姆孙原子模型在0°，30°，超过90°

的三个区域应分别看到什么现象？再动画展示实验中实际观

察到现象。（0°区域看到闪光，其余区域看不到闪光。）

动画展示后设问：实验结果与预测的一样吗？从动画中

三个区域看到的闪光情况该如何描述实验的结果？

结论：绝大部分的α粒子都直线穿了过去，极少数α粒子穿过时发生偏转，个别α粒子竟然偏转了180°。

实验结果与之前的预测完全不一致，所以原子结构模型须重新构思。

因此，卢瑟福结合实验结果和计算提出原子结构的行星模型（solar systerm model），即原子是由带正电荷的、质量很集中的、体积很小的核和在它外面运动着的带负电荷的电子组成的，就像行星绕太阳运转一样。

5．学生活动2

（1）回顾当初人类对原子的认识过程：原子不可分—→汤姆孙原子模型—→原子结构的行星模型。

（2）根据这两节课的学习，由同学归纳出科学探索的一般过程：提出假设——设计实验——对照事实——再假设——再实验——再对照事实，循环往复。

6．引导学生思考并总结

不少科学发现都是建立在根据客观事实的基础上的，因此，向传统理论提出挑战，坚持实事求是，坚持不懈的追求真理，不唯上，只唯实，才能在科学研究的道路上有所建树，才能对科学发展做出巨大贡献。并能理性地看待前人的研究其实是为后人的探索奠定了一定的基础，人类认识世界是一个不断探索的过程，生产力和科技的发展在人类认识物质世界中起到了重要的作用。希望大家能站在巨人的肩膀上继续为科学发展贡献自己的力量。

六．教学反思

因为这节课主要是连接上节课的内容，所以要注意对上节课的呼应；尤其是在回顾原子结构的演变历程时，要将一些科学家所采用的方法归纳出来。α粒子散射实验的按照汤姆孙模型所作的预言和实验现象所对应的结论，都可以让学生经过讨论后得出结论，要尽量发挥学生的主动性。感悟科学精神时在教师适当启发的基础上也尽量由学生自己得出结论，才能感同身受。在师生共同体验科学家的探究精神时可以补充一些化学史实增加学生的理解和提高学生的兴趣。使学生体会到科学精神的同时要恰当的将这个话题延伸到他们该如何培养合理、科学、高效的学习习惯，从而使他们逐渐转变为主动学习，养成自主学习的习惯。

奉贤中学 毛静