【文章內容簡介】 封閉的公 共場所吸煙將負法律責任。因為在封閉的場所里，只要有人吸煙，場所內的其他人就會聞到煙味，從而損害他人健康。從物理學角度來看，這是 __________現象，表明分子在 。 2. 通常把青菜腌成咸菜至少需要幾天的時間，而把青菜炒熟使它具有同樣的咸味，僅需幾分鐘，造成這種差別的主要原因是（ ） ，鹽分子容易進入青菜中 ，鹽分子容易進入青菜中 ，分子熱運動加劇，擴散加快 3. 下列事例中，不能說明分子不停地做 無規(guī)則運動的是（ ） ，滿屋充滿香味 ，菜的里面就咸了 4. 觀察圖101中的四組圖片，能說明分子間有空隙的圖是( D． 墨水滴入水中 C． 酒精與水混合 水 酒精 翻轉 翻轉 A． 1cm3水中有 1022個水分子 B． 肥皂膜實驗 圖 101 ) 5. 棉線一拉就斷，而銅絲卻不容易拉斷，這是因為（ ） ，而銅絲的分子間有引力 B. 棉線的分子間有斥力，而銅絲的分子間沒有斥力 C. 棉線的分子間的斥力比引力大，而銅絲的分子間的引力比斥力大 、銅絲分子間都有引力，只是銅絲分子間的引力比棉線分 子間的引力大 6. 取一張紙，按你平常撕紙的做法將其撕成兩半；再取一張同樣的紙，用兩只手抓住兩邊，用力向兩邊拉，是否還像剛才那樣容易把紙分成兩半？你知道這是為什么嗎？ 7. 同學們做作業(yè)時，常用透明膠帶把錯處 粘 去，但操作時往往要把膠帶用力抹一下使之與紙緊貼，才能揭得干凈，為什么 ? 8. 從擴散現象可知，分子之間有間隙，而從鉛塊可以吸在一起的實驗可知：分子之間有引力，那么分子之間應該相互吸引而緊緊靠在一起，而不應該有間隙?？雌饋磉@兩者是矛盾的，真的矛盾嗎？請解釋其中的道理。 【 參考答案 】 1．擴散 在不停地做無規(guī)則運動 2． C 3． C 4． C 5． D 6．當然不容易。因為這兩次撕紙時起作用的分子個數不同，所以分子的引力不同，克服分子引力需要的拉力就不同。 7． 用透明膠帶把錯處揭去，是在運用分子間引力，而分子引力大小和分子間距有關。把膠帶用力抹一下使之與紙緊貼，可使分子間的距離減小，使分子間的引力增大，作用效果明顯，才能揭得干凈。 8． 看起來這兩者好像是矛盾的。其實，還有分子間除了存在引力，還存在斥力。正是引力使物體凝聚在一起，而斥力則使物體的分子之間保持一定的空隙。如果沒有引力，不管有沒有斥力，由于分子的無規(guī)則 運動，物體都將飛散開去，那么所有的物體就都會變成氣體。如果沒有斥力只有引力，那么物體的分子都將緊緊得挨在一起，甚至將分子壓破，所有物體都將變成中子星或黑洞。所以，二者并不矛盾。 ●“自我評價與作業(yè) ”指導 1. 略。 2. 提示：擴散現象。 3. 略。擴散現象也能說明分子間有空隙，因為沒有空隙擴散就不會發(fā)生。 4. 隨著時間的推移，將會看到開始時清晰的分界面逐漸變得模糊，最后變得均勻。這屬于液體的擴散現象。 “解剖 ”原子 1．教學目標 ◆ 知識與技能 ⑴ 知道分子由原子組成，原子由原子核和核外繞核高速旋 轉的電子組成，原子核由質子和中子組成，質子和中子由夸克組成。 ⑵ 知道原子核帶正電，體積很小，幾乎集中 了 原子的全部質量。知道電子帶負電，其質量很小。知道質子帶正電，中子不帶電 ，質子和中子的質量差不多相等 。 ⑶ 了解關于原子結構的湯姆生 “棗糕模型 ”和盧瑟福 “行星模型 ”，知道 α粒子散射實驗支持 盧瑟福 “行星模型 ”。 ◆ 過程與方法 ⑷ 學習建立原子結構模型的過程，領會在事實基礎上通過想像、類比、論證建立物理模型的方法，知道模型是否正確需要實驗的驗證。 ◆ 情感態(tài)度與價值觀 ⑸ 通過學習感受人類探索微觀世界的歷程，體會科學家探 索的艱辛和成功的喜悅，感悟科學方法的神奇魅力，養(yǎng)成探索、思考物質世界奧秘的興趣和好奇心。 2．教材說明 本節(jié)主要內容有：人類認識物質結構從分子到夸克的探索歷程和科學家在研究過程中采用的物理模型方法。本節(jié)課濃縮了人類探索微觀世界的歷史，介紹了粒子物理學的主干內容，是現代物理學的重要組成部分。這些知識是進一步學習物理學的基礎，也是理解現代社會中的許多新生詞語和科技成果的必備常識。學習這些內容，有助于學生養(yǎng)成思考關注物質世界結構的意識，有助于學生樹立實事求是的科學態(tài)度，有助于培養(yǎng)學生正確的歷史觀、發(fā)展觀，不僅具有 重要的知識和方法教育價值，而且具有重要的情感教育價值。 本節(jié)的編寫思路是：沿著從分子 → 原子 → 電子 → 原子核 → 質子和中子 → 夸克的路線，即從大到小的探索過程來展開?？紤]到學生的知識基礎、理解水平和方法教育的價值，教材并沒有對整個過程面面俱到地介紹，而是重點介紹了由電子的發(fā)現所引發(fā)的原子結構模型的建立和實驗驗證，并通過這個過程滲透了建立模型這種重要的科學研究方法，讓學生體驗、感受和理解科學方法在科學研究中的重要作用。本節(jié)課在敘述上更多側重于科學家步步深入的探究歷史，側重于探究問題的提出和思索，側重于模型的提出和驗證 ，這與其他知識內容教材的寫法是不同的。 本節(jié)教學重點：電子的發(fā)現在人類探索微觀世界的歷史上，具有劃時代的意義，它打破了原子不可再分的神話，拉開了研究微觀粒子的序幕。而湯姆遜和盧瑟福由此提出的兩種原子結構模型及其驗證過程，則不僅為人們探索微觀粒子提供了科學有效的方法，而且大大激發(fā)了人們探索的熱情和信心。因此，電子的發(fā)現、兩種原子結構模型的建立和驗證以及建立微觀世界的結構圖景是本節(jié)教學的重點。 本節(jié)教學難點：兩種原子結構模型的提出和驗證，需要較高的理性思維水平。質子和中子由夸克組成，也超出學生的想像范圍，而且沒 有化學和其他學科的知識和經驗的支撐，學生只能硬性接受。這些都會形成本節(jié)課的難點。 3．教學建議 本節(jié)課可以采用復習回顧分子概念的方法引入課題。分子是保持物質化學性質不變的最小微粒，那么分子能不能再分呢？由此引入本節(jié)課的內容。 如果學生的知識比較豐富、視野開闊，還可以這樣引入。教師利用多媒體投影（光學投影）或掛圖展示教材圖 1024（ c），問學生是否見過這個圖案？在哪里見過？它的含義是什么？學生討論回答后，教師總結梳理，明確如下觀點：這是原子結構示意圖，經常用在科技圖書的封面上，科技宣傳的海報和招貼畫上， 以及 電子產品的宣傳廣告上 。那么什么是原子，它的結構是怎樣的，人們又是怎樣認識和探究 它 的呢？由此引入本節(jié)課題： “解剖 ”原子。 分子可以再分嗎 這部分內容可以由教師講解，也可以由學生閱讀自學。如果有條件，可以利用多媒體課件展示一些學生熟悉的常見物質分子模型，如水、二氧化碳、氧氣、酒精、 DNA等。這樣更形象一些，使學生形成更清晰的印象，明確這些物質的分子是由原子組成的。對于直接由原子組成的金屬物質，則可尋找一些在電子顯微鏡下拍攝的原子照片，展示給學生，以增強學生的感性認識?？傊?，這部分的教學不要只是給學生一些概念，而 是盡量提供一些形象化的支撐，并通過這些支撐幫助學生想像分子。 把原子 “切開 ” 電子的發(fā)現導致了原子不可再分神話的破滅，在探究微觀粒子的歷程中具有重大意義。這部分內容教材寫的比較梗概，建議教學過程中適當予以擴展，對湯姆生發(fā)現電子的過程作概括性的描述，對驗證陰極射線是一種帶負電的粒子流的過程作簡單說明，讓學生體會科學家工作的思路和方法，理解電子發(fā)現的重大意義。這部分內容，最好由教師講述，因為學生閱讀自學產生的體驗不會很深刻。教師的講述可以結合多媒體或掛圖展示，如果有類似的課件或視頻資料效果就更好了。 對于電子的 質量、半徑等數據，不必要求學生記住，可以和原子的相關數據對比，以讓學生對電子之 “小 ”有更形象的認識。 原子結構的兩種模型 這部分內容是本節(jié)課的重點 之一 ，也是探究 物質 微觀 結構 的過程和方法的精華所在。 這部分的教學可以 采用 提出問題 的方式引入 ：電子帶負電，而整個原子對外不顯電性，這告訴我們，原子內部一定還有帶正電的部分，原子是可以再分的，其內部是具有復雜結構的。那么，帶負電的電子和帶正電的部分是怎樣組合在一起構成原子的呢？它們之間的結構是什么樣的呢？然后讓學生通過討論交流，對此提出自己的設想。 學生可能會提出類似 于 “棗糕模型 ”和 “行星模型 ”的結構模型，也可能提出正電和負電都是一些小粒子，均勻混合在一起，或負電在中心、正電在周圍的模型。不管學生提出什么樣的模型，只要有道理就可以。這里的目的是激發(fā)學生的想像，體驗當年科學家研究問題的思路和過程。有了這個猜想建模的過程，學生會更容易理解后面的探究過程，體會其研究方法的奧妙。 在此基礎上，教師介紹電子的發(fā)現者湯姆生提出的 “棗糕模型 ”。然后指出湯姆生建立的模型和同學們建立的模型，都是在一定事實的基礎上，經過想像、類比等提出的，都只是對原子結構的一種假說，是否正確，還要接受實驗 的檢驗。 α粒子散射實驗的道理學生不難明白，對實驗結果的分析論證也比較容易理解。教學中可以采用讓學生閱讀自學討論交流，然后請一些學生解釋說明的方法。在組織學生匯報交流的過程中，建議充實對實驗結果的分析論證。引導學生想像，假如原子結構符合 “棗糕模型 ”， 觀測到的結果會怎樣？這樣更 能 突出 α粒子散射實驗否定湯姆生 “棗糕模型 ”的力度 。最后明確盧瑟福提出的 “行星模型 ”：原子中間有一個帶正電的核，它只占有極小的體積，卻集中了原子的幾乎全部質量，帶負電的電子像行星環(huán)繞太陽運轉一樣在核外較大空間繞核高速旋轉。 α粒子散射實驗 和盧瑟福 “行星模型 ”的提出這一段內容，也可采用教師主導講解的方法。從湯姆生發(fā)現電子，到湯姆生的 “棗糕模型 ”，再到盧瑟福的 α粒子散射實驗，再到盧瑟福根據實驗結果否定 “棗糕模型 ”，提出 “行星模型 ”，最后說明 “行星模型 ”并不完美，在 “行星模型 ”的基礎上，人們對原子結構模型還有新的發(fā)展。這樣可以讓學生更清楚地感受和體驗建立原子結構模型的探究歷程。 至于是采用學生自學為主，還是采用教師講解為主，教師可以根據自己和學生的特點來選擇。 最后，教師要通過講述讓學生了解原子核式結構發(fā)現的重大意義。原子核式結構的發(fā)現，引起了科 學界的強烈震動和歡欣鼓舞 ，大大激發(fā)了科學家研究物質結構的積極性，使人們逐步深入地認識到物質結構的微觀圖景 。正如前面引入中談到的，圖 10－ 23（ c）這個圖案，已經應用在許多與科技有關的方面，幾乎成了科學技術的標志性符號。如果引入時沒有采用這種辦法，這里可以 予以介紹 ，以使學生對科學技術對社會發(fā)展的影響有更深刻的體驗和感受。 原子核內有些什么 限于學生的基礎知識，這段內容只是展示目前人們認識到的結果，讓學生自學或教師簡單介紹即可。 原子的結構 這段內容可以采用自學方式進行。教師可以為學生設計一些有關原子結構的簡單 練習題和思考題，如關于原子結構層次、帶電情況、大小方面的簡單填空，類似圖 10－ 27 所示的原子結構示意圖的識別和判斷，讓學生用自己喜歡的形式，如語言（編寫口訣或順口溜）、圖形、圖表、組織結構圖、樹形圖等，表述微觀世界結構圖景等。這樣可以幫助學生形象化地形成對微觀世界結構的認識。 4．教學評價 ●課堂測評 1． 電子的發(fā)現被稱為 19 世紀和 20 世紀之交 的三大發(fā)現之一。湯姆生通過認真的實驗研究，發(fā)現用真空管進行放電實驗時，陰極發(fā)出的射線是由原子內帶 電的微粒組成的。通過計算得出這種微粒的質量約為氫 原子質量的 倍，半徑小于 m。湯姆生把這種粒子稱為電子，他因此被譽為 “電子之父 ”。 2． 關于原子結構，下列說法正確的是（ ） A．原子是一個具有彈性的、凍膠狀的球，正電荷均勻分布在整個球內，電子分布在球內準確的對稱位置，就像 “葡萄干蛋糕 ”那樣 B．原子的中央有一個很小的核，電子在核外很大空間繞核旋轉，就像一個極小的 “太陽系 ” C．原子核中的中子和質子帶電 量 相等，但質子帶正電，中子帶負電 D．質子、中子、電子的質量差不多 3． 科學家在探究物質結構的歷程中，相繼發(fā)現原子由原子核和 核外電子構成，原子核由質子和中子 組成 ，質子和中子又是由夸克組成 。 請你根據上面提供的材料和我們所學的知識 判斷 ， 若 把它們的尺度按 從 大 到 小排列， 下列排法中 正確的是 ( ) A．原子、質子、原子核、夸克 B．原子、原子核、中子、夸克 C．原子、電子、原子核、中子 D．質子、原子、原子核、夸克 4． 科學家在探索微小粒子的過程中 ，首先發(fā)現了電子，進而認識到原子是由電子和原子核組成，再后來人們又發(fā)現原子核不是不能分裂的粒子，它由質子、中子組成。近代高能物理實驗又證實了質子和中子都是由夸克這些更小的粒子組成，那么下列粒子 中全部帶電的一組是 （ ） A．電子、中子、原子核 B．電子、質子、原子核 C．質子、中子、原子核 D．電子、質子、中子 5． 19 世紀與 20 世紀之交，放射現象和電子先后被發(fā)現，不僅將人們的視線引入了原子的內部，而且更進一步驅使人類積極探索原子核的內部組成。