Методическая разработка урока по физике "Опыт резерфорда. Строение атома

“ Отыщи всему начало и ты многое поймёшь”.

(Козьма Прутков.)

Тема урока: Опыт Резерфорда. Планетарная модель атома. Состав ядра.

В одном мгновенье видеть вечность,

Огромный мир – в зерне песка,

В единой горсти – бесконечность

И небо - в чашечке цветка.

Уильям Блейк (1757-1827)

Учитель физики сш № 31 пос. Жалагаш, Кызылординская область, Казахстан Иванченко Галина Николаевна.

2014 г

• Тип урока : урок изучения нового материала
• Цель урока : через анализ фундаментальных исторических опытов подвести учащихся к пониманию квантовой природы атомной системы
• Задачи урока :
• Познакомить учащихся с историей развития взглядов на строение атома, с фундаментальными опытами Резерфорда.
• формировать у учащихся научное мировоззрение, умение выделять и описывать физические явления, строить гипотезы.
• Формировать умение самостоятельно работать с различными источниками информации, обобщать материалы, развивать монологическую речь.
• Показать роль крупных ученых в развитии науки.
• Методы обучения:
• Репродуктивные методы;
• Демонстрации и материалы к уроку: ЭУ-8 класс, М-3, ЭУ-11 кл, модуль «Атомная физика», презентации, видеоролики.

• Как происходило развитие взглядов на строение атома?
• Опыт Резерфорда
• К какому выводу привели Резерфорда результаты проделанных опытов?

1899г- Эрнест Резерфорд

Вывод: отклонение в разные стороны лучей свидетельствовало о разных знаках электрических зарядов.

Атом представляет шар по всему объему которого распределен положительный заряд, а внутри этого шара находятся электроны. Электроны могут совершать колебательные движения

Идея опыта Резерфорда:

• Зондировать атом альфа–частицами.
• Альфа-частицы возникают при распаде радия.
• Масса альфа-частицы в 8000 раз больше массы электрона.
• Электрический заряд альфа-частицы в 2 раза больше заряда электрона.
• Скорость альфа-частицы около 15 000 км/с.
• Альфа-частицы является ядром атома гелия.

Вывод из опыта : Положительный заряд атома сосредоточен в очень малом объёме в центре атома!

Модель атома Резерфорда (планетарная)

В центре атома находится положительно заряженное ядро, а вокруг ядра движутся отрицательно заряженные электроны.

Противоречие модели Томсона с экспериментом:

1. Так как масса электронов мала, они не могут заметно изменить траекторию движения альфа-частиц.

2. Заметное рассеивание альфа-частиц может вызвать только положительная часть атома и лишь в том случае, если она сконцентрирована в очень малом объёме.

Состоит из ядра

Вокруг ядра вращаются

электроны

В ядре находятся

Нейтроны

n

Протоны

p

+

не имеют заряда

В 1932 году Чедвик открыл нейтрон, масса нейтрона больше массы протона

Электрон заряжен

отрицательно

е = -1,6 10 ¯ Кл

19

Заряд электрона равен

Заряд протона равен

по модулю заряду электрона

В нормальном состоянии атом

нейтрален.

∑ + p = ∑ - e q эл =-Ze

Если атом теряет один электрон, то

он становится положительным ионом

Если атом присоединяет электрон, то

он становится отрицательным ионом.

Z - заряд ядра = порядковому номеру

химического элемента .

А –массовое число.

А= Z+N

полное число нуклонов в ядре.

N =А - Z

число нейтронов

Изотопы:

• При отсутствии на пути α - частиц фольги на экране возникал светлый кружок, вызванный тонким пучком α - частиц.
• Когда на пути пучка альфа-частиц помещали фольгу, пятно на экране не изменилось.
• Подавляющая часть α -частиц проходит сквозь фольгу без отклонения.
• Небольшая часть α -частиц отклоняется на значительные углы.
• Одна α -частица из 20 000 отклонилась на углы больше 90 º
• Одна из 70 000 α - частиц отклонилась на 180 º (вернулась обратно )

Выводы из опыта по рассеиванию альфа-частиц Резерфорда:

• 1. Существует атомное ядро,

т.е. тело малых размеров, в котором сконцентрирована почти вся масса атома и весь положительный заряд.

• 2. В ядре сконцентрирована почти вся масса атома.
• 3. Вокруг ядра по замкнутым орбитам вращаются отрицательные частицы- электроны.
• 4. отрицательный заряд всех электронов распределён по всему объёму атома.

Ядерная модель атома:

Выводы:

• В центре атома находится положительно заряженное ядро, вокруг которого вращаются по определенным орбитам электроны.
• Основная масса атома сосредоточена в ядре m ядра = 99,4% m атома.
• диаметр атома = 10 –10 м
• диаметр ядра ~ 10 -14 - 10 – 15 м
• Атом электрически нейтрален – абсолютное значение суммарного отрицательного заряда электронов равно положительному значению заряда ядра.
• q ядра = + Z e ;

Это важно запомнить:

• В состав ядра входят положительные протоны и неимеющие заряда нейтроны;
• Количество протонов равно числу электронов;
• В целом атом нейтрален.

Недостаток планетарной модели атома:

• Нельзя объяснить факт существования атома;
• Нельзя объяснить устойчивость атома.

Вопросы на закрепление:

• 1. В чём заключается сущность модели Томсона?
• 2. В чём заключалась идея опыта Резерфорда?
• 3. Объясните по схеме опыт Резерфорда по рассеиванию альфа-частиц. (Схема экспериментальной установки Резерфорда.)
• 4. Объясните причину рассеивания альфа-частиц атомами вещества.
• 5. В чём сущность планетарной модели атома?
• Задание на дом § 53, упражнение 42 (1,2)

+ знаю, знал, но забыл

новое

что поразило, удивило

что не понял

+

-

!

?

Мир электрона. Быть может, эти электроны-  Миры, где пять материков, Искусства, знанья, войны, троны  И память сорока веков. Еще, быть может, каждый атом -  Вселенная, где сто планет,  Там все, что здесь, в объеме сжатом, Но так же то, чего здесь нет. Их меры малы, но все та же  Их бесконечность, как и здесь,  Там скорбь и страсть, как здесь, и даже  Там та же мировая спесь...