2.1电子的发现与汤姆孙模型 教案--2020-2021学年高二下学期物理鲁科版选修3-5

课题：(鲁科版3-5)第二章第一节：电子的发现与汤姆孙模型 课时：1课时 教学目标 【知识与技能】 1. 知道汤姆孙用阴极射线管实验测出电子的比荷。 2. 知道汤姆孙提出的原子模型。 【过程与方法】 1. 关于阴极射线本性之争，通过提出问题，阴极射线是什么；到猜想与假设，提出很多观点与学说；最后实验验证。汤姆孙通过长期的实验，判定出电子是原子的组成部分。 2. 通过汤姆孙原子模型的提出，让学生体会建立模型的思维过程，同时知道建立模型是物理学的一种重要的研究方法之一。 【情感态度与价值观】 在物质结构的早期探究中，体会人类对客观世界的认识是不断深入的，科技的进步对物理学的推动作用。激发学生的求知欲，向科学家们致敬和学习他们专注研究的精神。 教学重点和难点： 重点：阴极射线管实验测带电粒子的比荷。 难点：阴极射线管实验的探究方法。 教学方法： 阅读法 讲授法 实验法 教学资源： 教材 PPT（网络资料） 图片 实验 主要教学过程： 【引入】宇宙万物都是有许许多多小部分组成的。 显微镜下:皮肤由一个个细胞组成的；电子显微镜下，可以看到组成物质的原子图像； 原子还能再分吗？他有什么样子的结构呢？ 今天开始我们进入微观领域的学习：第二章原子结构 在微观领域的研究中，科学家们是通过不断的现象观察，实验验证，逐步揭开原子的结构。今天这一节课，我们学习电子的发现与汤姆孙模型； （学生活动：阅读教材）2min (看视频短片） 1. 古人对物质的结构的认识 2. 古希腊哲学家的莫克利特建立了早期的原子论。 3. 17世界中叶，人们开始通过实验来了解物质的结构。 4. 19世界初，道尔顿提出了原子论；1811年意大利化学家阿伏伽德罗提出分子的假说。 一、阴极射线管实验 【讲授】19世纪末，科学家研究稀薄气体放电时发现，玻璃管内的气体足够稀薄时，阴极发出一种射线，这种射线能使玻璃管壁发出荧光。称之为阴极射线。 但是科学家们对阴极射线的认识有分歧，有的认为是以太波，有的认为是某种粒子，有的认为是带正电的，有的认为是带负电的。提出了各种各样的观点。并设计了相应的实验来证明自己的想法。 【阴极射线演示实验】 【板书】发现--现象 提出--猜测 实验--验证 在认识阴极射线的本质研究中，最著名的实验就是汤姆孙的阴极射线管实验。 首先我们来了解一下汤姆孙。 （学生活动，阅读教材） 1. 卡文迪许实验室简介 （目的是为了激发学生们的学习激情，让喜欢物理的同学们了解剑桥大学。让我们的学生有更高更大的目标。） 2.请同学们看教材25页汤姆孙设计了怎样的实验来探究阴极射线的本质。2min （提问1）设计了几个方面的实验？ （抽个1）第一次实验是测什么？怎么操作的？ 【板书】画出图，分析怎么求速度。本质是速度选择器的工作原理。 （提问2）要想确定一个未知的带电粒子，我们需要测量粒子的什么呢？ 该实验是怎么操作的。 测出阴极射线的比荷，需要已知E、B、和R。 请同学们思考怎么测出粒子做圆周运动的R？ （画图分析，不具体计算。） 阴极射线的比荷 该比荷比氢离子的比荷大很多。分别做不同气体，不同金属分别制成阴极，实验证明求出的比荷大体相同。 学生活动：1.推出在只受磁场力的作用下，比荷表达式 2.分析，怎样才能把比荷的值计算出来，需要测量什么？ 3.画图分析，怎么计算半径。 【思考】测半径还有那些方法，撤去磁场可以吗？ 2、 电子的发现 根据比荷的值，介绍密里根测电子的电量。 【板书】 me=mp mp=1836me 电子 小结：汤姆孙和电子发现的历程 进行了以下几个实验：直接测阴极射线携带的电荷量；使阴极射线受静电偏转；用不同方法策略印记射线的荷质比；证明电子存在的普遍性； 电子发现的意义 通过多次实验，汤姆孙和他的学生们一起发现了电子，具有非常重要的意义，一直以来认为原子是最小的微粒，在实验结果面前，科学家们纷纷猜测，原子里只有带负电的电子吗？原子的结构到底是怎样的？ 在科学家们纷纷猜测论证的时候，汤姆孙首先提出了原子的结构模型。 请同学们看教材26-27页。1min 葡萄干面包模型 【讲授】从阴极射线的发现，到汤姆孙的阴极射线管实验，测出其比荷，加上密里根油滴实验测出电子电量的准确值。让人们认识到原子是可以再分的微粒，原子内部还有复杂的结构，除了带负电的电子外，还有带正电的粒子。汤姆孙提出了葡萄干面包模型来解释原子的内部结构。整个这个过程是一个漫长持久的探究过程，是我们应该要学习的精神。当然这个原子模型是否正确需要实验来验证。其实在19世纪末期，微观物理领域除了电子的发现以外，还有两个重大发现。 阅读知识窗“19世纪微观世界三大发现” 【总结】 1.学会实验探究的一般方法 2.思考总结出测比荷的方法 $