第十七章原子和原子核第55课时原子核式结构原子核备课指要教学建议1、本节课教学要始终以实验为基础分析，原子核式结构理论是由实验事实得出假想再用实验验证理论，在分析实验现象的基础上修改或重建新理论的一个范例，要让学生通过这一内容的学习知道探索自然界未知事物，创建新理论的途径常常是：实验—创建新模型—实验—修改模型或舍弃原模型，另建新模型.2、α粒子散射实验是原子核式结构理论的基础，实验装置的每一部分的构造、要求等要详加说明，实验中观察到的现象要一一列举，然后分别对照汤姆生提出的原子模型说明实验现象与该理论的不符之处；说明卢瑟福建立的原子核式结构理论如何说明实验事实的.3、质子和中子的发现应该补充详细一些，核反应方程也要写出来，并且说明这两个发现对人类认识原子核有重要意义.中子的发现涉及中子与氢核、碳核的碰撞问题，可以结合相关力学知识向学生介绍.4、关于原子核的组成，要明确；核内的质子数等于原子序数，也等于中性原子的核外电子数，核内的中子数等于质量数减去原子序数.5、原子核的人工转变：三个重要的人工转变反应（卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子的反应、查德威克用α粒子轰击铍核发现中子的反应和约里奥·居里夫妇首先用人工的方法制造放射性同位素的反应（注意：正电子不是约里奥·居里夫妇最先发现的），在物理学发展上均起了一定的作用，要让学生了解，掌握原子核的人工转变的特点.6、同位素概念：元素的化学性质是由核电荷数和核外电子数决定的，所以具有相同核电荷，而有不同的中子数的原子互称同位素并有相同的化学性质.资料链接量子力学的诞生1913年玻尔提出了两条玻尔假设，并利用这两个假设条件计算氢光谱中的几条谱线，与实验观察的结果符合得很好，玻尔理论获得了很大的成功，特别是玻尔理论使长期积累的光谱资料，很快成为明晰而有条理的系统，光谱也成为研究原子和分子结构的有力工具.但玻尔理论也有不少缺陷与局限性，这主要是玻尔理论的基础没有脱离经典力学的范畴，只是经典理论加上量子条件的折中产物.德国物理学家玻恩在1924年写的《原子力学》中指出了玻尔理论的问题，1924年德波罗意提出了物质波理论.1925年海森堡结合对玻恩的《原子力学》的讨论，创建了量子力学的一种表达形式——矩阵力学；1926年薛定谔把电子等微观粒子当做波来研究，用波函数来描述微观粒子的运动状态，并建立了确定波函数变化规律的薛定谔方程；1928年狄拉克又把量子力学与狭义相对论结合起来创建了相对论性量子力学，在短短几年内创建并完美了量子力学，成为现代物理学的理论基础.案例导入例1实验测得α粒子与金原子核Au对心碰撞时所能达到的离金核的最近距离约为2×10-14m，由此可估算出金原子核的密度约为多少？（一位有效数字）【分析】α粒子与金原子核Au对心碰撞时所能达到的离金核的最近距离可近似为是金原子核的直径，一个金原子核的质量则可用金原子的摩尔质量估算，金原子的核外电子质量很小，在估算时可忽略不计.【解答】一摩尔金原子的质量为0.193kg，金原子核的质量约等于金原子的质量，一个金原子核的质量为kg=3.2×10-25kg.将金原子核看做球模型，一个金原子核的体积V1==×3.14×(10-14)3m3=4.2×10-42m3.金原子核密度=kg/m3=8×1016kg/m3.【答案】8×1016kg/m3.【归纳】估算问题是物理中的一种类型，在微观粒子的研究中难以精确测定粒子间的距离，粒子的大小等物理量，许多情况只能估算，精确度常常只能达到一位或两位有效数字.例2以下三个实验对原子核的研究起了重要作用，这三个实验中各产生了何种粒子？对原子核的研究各起了什么作用.（1）N+HeO+（）（2）Be+HeC+（）（3）Al+HeP+yPSi+（）【分析】核反应过程中电荷量守恒，质量数守恒.【解答】通过核反应前后电荷量守恒，质量数守恒得（1）H（质子）、（2）ny（中子）、（3）e（正电子）.质子和中子的发现使人们知道了原子核由质子和中子组成是人工制造的第一种放射性同位素，同时在实验室产生了正电子.【归纳】人工转变使人们掌握了探索原子核的手段，并用人工方法生产出很多种放射性同位素.知识梳理1、α粒子散射实验实验装置：α粒子源沿一直线方向...
