第十九章量子物理指导教学案

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1、第十九章原子核史献计一．本章所体现的科学方法教育1．突出科学探究过程中的“猜想”环节的教育：对于微观世界，看不见摸不着，需要丰富的想象、足够的理性观测。例如，卢瑟福猜想原子核内可能还存在着另外一种粒子（中子）；核物理学家对核的猜想等。2．强调统计概念思想在微观世界探索中作用：在微观世界中，单个的微观事件是不可观测的，而量子理论对大量原子核的行为可以做出统计预测，如“半衰期”就是描述这种统计规律的一个概念。量子统计既考虑到粒子运动状态有不连续性，又考虑到同类微观粒子“全同性”（可用波函数描述）的统计规律。3．重视物理实验方法的教育：微观世界中的规律虽然具

2、有统计规律性，但许多猜想假设仍然需要运用实验的方法进行实证，例如卢瑟福α散射实验、查德威克发现中子的实验、天然现象的发现历程中的一系列实验、哈恩裂变实验、费米核反应堆等实验都需要从原理上、实验过程、实验方法以及实验现象分析与实验数据的运用等角度来进行教育，虽然这些实验中学做不出来，但可以设计一些替代实验或动画演等，主要从原理、方法、现象分析等角度进行教学从而达到教育目标。3．渗透文献研究与调查研究的科学思想方法：课程标准内容要求出给的4个示例中有两项通过调查研究的方法进行的，两项是通过文献研究的方法进行的（当然这里讲的是主体方法，有时需要多种方法交叉运

3、用）。课标活动建议中也都是采用的这种两方法进行的，所以，我们认为在教学过程中，要通过一些教学设计让学生体验调查研究与文献研究的方法（有些学生以为文献研究就是抄录文献资料，当然也包括一些教师也存在着这种思想观念）。二．课时分配建议单元划分章节内容课时第一单元原子核的组成1放射性元素的衰变1探测射线的方法1放射性的应用与保护1第二单元核力与结合能1重核的裂变1核聚变1第三单元粒子和宇宙1单元复习与检测2三．章节教学分析与设计要点1．原子核的组成（1）课标要求了解天然放射现象，知道从研究天然放射现象入手，揭示原子核内部的秘密。知道三种射线的特性，掌握通过电、

4、磁偏转方面的知识判断三种射线的方法。知道原子核的组成、表示方法及同位素的概念。（2）教学过程中要让学生认清的几个问题a．有什么事实和理由可以说明放射性元素放出的射线来自原子核的内部？天然放射现象的发现对物质微观结构的研究有什么意义？b．当我们发现了质子，并在很多原子核中打出了质子以后，有什么理由可以认定原子核中一定还存在着另外不同种类的粒子？c．如何检测三种射线？三种射线有什么特性？d．原子核的组成以及同位素研究的意义。（3）重点难点扫描a．认识放射现象：原子序数大于83的所有天然存在的元素的原子核都不稳定，能自发地变为别种元素的原子核，同时放出射线。

5、天然放射现象的发现，使人们认识到原子核也有复杂结构。b．三种射线：项目α射线β射线γ射线本质高速氦核流高速电子流（高频）光子带电情况2个单位正电荷1个单位负电荷不带电质量4u（1/1840）u≈0放射速度0.1c0.99cc贯穿本领最弱：纸能档住较强：mm级铝板最强：cm级铅板电离本领最强较弱最弱感光作用感光感光感光产生机理核内两个中子和两个质子结合得比较紧密，有时会作用为一个整体从较大的原子核放射出来。核中的中子可以转化为一个质子和一个电子，产生电子从发射出来，形成β射线。原子核能量不连续，放射性原子核在发生α衰变、β衰变后产生的新核往往处于能级，当

6、它向低能级跃迁时，辐射出γ射线是否是电磁波否否是原子核符号Heehνc．研究射线的方法：磁场偏转、电偏转。三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较：（1）（2）（3）γααββγ如⑴、⑵图所示，在匀强磁场和匀强电场中都是β比α的偏转大，γ不偏转；区别是：在磁场中偏转轨迹是圆弧，在电场中偏转轨迹是抛物线。⑶图中γ肯定打在O点；如果α也打在O点，则β必打在O点下方；如果β也打在O点，则α必打在O点下方。d．原子核组成：核子：质子和中子的统称。质量数（核内核子数）=质子数+中子数。e．同位素：①同一种元素的原子，核内质子数相同，核外电子数

7、也相同，具有相同的化学性质。②核内质子数相同，核内中子数不同的原子。（4）典型例题例1α射线、β射线、γ射线、x射线、红外线，关于这5种射线的分类有如下一些说法，其中正确的是（ABC）A．前两种不是电磁波，后三种是电磁波　　　　　　B．前三种传播速度较真空中的光速小，后两种与光速相同　　　　　C．前三种是原子核发生核反应时放出的，后两种是核外电子发生跃迁时放出的D．前两种是由实物粒子组成的，不具有波粒二象性，后三种是光子组成的，具有波粒二象性例2以下说法中正确的是（C）A．β射线粒子和电子是两种不同的粒子B．红外线的波长比X射线的波长长C．α粒子不同于

8、氦原子核D．γ射线的贯穿本领比β粒子强例3有关同位素，下列说法中正确的是（ABC）A．同位素具