内容正文:
第十二章 小粒子与大宇宙
第一节 走进微观
◇教学目标◇
知识目标
1.知道物质是由分子和原子组成的。
2.了解原子的核式结构模型。
3.对物质世界从微观到宏观的尺度有大致的了解。
能力目标
1.通过查阅资料了解一些现象。
2.应用所学知识了解宇宙的构成,并会解释一些常见的现象。
素养目标
通过介绍宏观世界和微观世界,激发学生的学习兴趣。
◇教学重难点◇
教学重点
物质的组成。
教学难点
从宏观到微观的尺度。
◇教学过程◇
一、新课导入
“水滴石穿”是指水一直向下滴,时间长了能把石头滴穿。比喻学习或工作有恒心,有毅力,坚持不懈,这样才能获得成功。可你知道“石穿”的真实原因吗?
二、教学步骤
探究点1 自然的尺度
[阅读课本]P278~279“自然的尺度”
[思考]奇妙的宇宙是由什么组成的呢?
[提示]我们周围的一切,包括有生命的和无生命的,都是物质。宇宙是由物质组成的。
[思考]你能列举一些微观物质和宏观物质吗?
[提示]从微观看:有我们看不见的细胞、病毒、分子、原子等;从宏观看:有地球,还有若干小行星、彗星等。
探究点2 探索物质的组成
[阅读课本]P279“探索物质的组成”
[思考]我们的祖先认为物质是由什么组成的呢?古希腊人呢?
[提示]我们的祖先认为宇宙万物是由“金、木、水、火、土”组成,这被称为“五行说”;古希腊人认为宇宙万物由水、火、土、气组成,这被称为“四元素说”。
[思考]分子是如何被发现的?
[提示]随着化学学科的发展,化学家从实验中发现,自然界中确实存在着能保持物质性质不变的颗粒,阿伏加德罗将该颗粒命名为“分子”。后来人们发现分子是由原子构成的。
[小结]通常,物质是由分子或原子构成的。
[思考]由分子组成的物质,含有多少个分子呢?
[提示]水滴石穿要经过好多年,铁铲变薄也要经过好多年,说明组成物质的分子很多。
[思考]我们用肉眼能观察到分子吗?
[提示]分子非常小,用肉眼不能直接观察到,在普通显微镜下也无法观察到分子,需要借助电子显微镜进行观察。
[思考]分子的直径到底有多大呢?
[提示]分子直径的数量级是10-10 m,由此可知分子非常小。
探究点3 探索微观粒子
[阅读课本]P280~282“探索微观粒子”
[思考]不同物质的分子,其原子构成相同吗?
[提示]分子由原子构成,不同物质的分子,其原子构成也不同。
[思考]原子能保持物质的化学性质不变吗?
[提示]分子能保持物质的化学性质不变,但原子不能保持物质的化学性质不变,相同的原子构成不同的物质时会表现出不同的性质。
[思考]一个分子是由多少个原子组成的呢?
[归纳提升]有的分子由单个原子构成,叫做单原子分子。如氦气、氩气等,它们的分子也就是原子。绝大多数分子由多个原子构成,叫做多原子分子。如水分子是由一个氧原子和两个氢原子组成的,二氧化碳分子是由一个碳原子和两个氧原子组成的。
[思考]原子能不能再分呢?
[提示]19世纪后期,人们通过对气体放电现象的研究,发现了阴极射线。汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子。
[思考]电子有多大呢?
[提示]电子是比分子、原子更小的微粒,电子的发现否定了原子不可再分的说法。
[思考]电子发现后,科学家思考:电子带负电,而生活中的物体通常是不带电的,这说明了什么?
[提示]说明原子内部一定还有带正电的部分。
[思考]汤姆孙提出了什么模型?
[提示]汤姆孙提出了一种模型,他认为正电荷均匀分布在整个原子内,电子则镶嵌其中,被称为“枣糕模型”。
[思考]卢瑟福的原子结构模型是怎样的呢?
[提示]卢瑟福认为原子是由原子核和电子构成的,带正电的原子核位于原子中心,体积小,但几乎集中了原子的全部质量;带负电的电子在不同的轨道上绕原子核运动,就像行星绕着太阳运动一样。这一模型称为原子核式结构模型。
[思考]卢瑟福是如何验证原子核式结构模型的呢?
[提示]1911年,卢瑟福巧妙地利用放射性物质发出的α射线(带正电的粒子流)去轰击金箔,结果大部分粒子几乎不受任何阻挡地穿过金箔,只有少数粒子发生了偏转,据此验证了原子核式结构模型。
[小结]科学家发现,氢原子的结构最简单,核外只有一个电子,如果把电子的电荷量作为一个单位的负电荷量,则氢原子核的电荷量便是一个单位的正电荷量,这种具有单位正电荷量的粒子叫质子。随后科学家们又从实验中发现,原子核中还有一种不带电的粒子,它的质量跟质子差不多,这种粒子叫中子。
[归纳提升]原子核由质子和中子组成,质子和中子统称为核子。
[思考]既然原子核也是可分的,那么,质子和中子能不能再分呢?
[提示]科学家已普遍确认质子、中子等也有内部结构,它们都由一种被称为“夸克”的更小的粒子组成。
[思考]科学家们还发现了哪些微观粒子?
[提示]20世纪中叶起,为了探索微观世界的奥秘,人类制造了各种类型的加速器。借助于不断完善的粒子加速器,又发现了μ子、π介子、K介子、Λ超子、Σ超子及τ子等400余种粒子。这些粒子是比原子核更深层次的物质存在形式。人类对自然界的认识永无止境,探索永不停止,微观世界的神秘面纱还有待同学们去揭开。
三、板书设计
第一节 走进微观
1.自然的尺度
2.探索物质的组成
(1)分子
(2)分子的大小
3.探索微观粒子
(1)原子
(2)原子的组成
(3)电子的发现
(4)原子核式结构模型
(5)夸克
(6)其他粒子
◇教学反思◇
本节课通过提出问题由学生猜想,极大地调动了学生参与的积极性;通过学生的自主阅读和课堂讨论,可以营造出浓厚的探究气氛,大多数学生能在自主阅读与课堂讨论的过程中提出一些有建设性的问题,也能解决一些实际问题,从而提高学生的自主学习能力。
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