Урок физики в 7 классе "Строение атома"

Английский физик Джордж Паджет Томсон родился в Кембридже 3 мая 1892 г. в семье ученого-физика. Вступил в Тринити-Колледж 1910 г., он уже в следующем году стал старшекурсником и 1914 г. получил первые награды по математике и естественным наукам. Закончив тогда же университет со степенью бакалавра, он стал стипендиатом-исследователем и преподавателем математики в Корпус-кристи-колледже Кембриджа, работая здесь вплоть до 1922 г.

Во время войны Джордж Томсон служил во Франции лейтенантом, а потом вернулся в Англию, где на протяжении четырех лет работал над усовершенствованием самолетостроения. Научившись летать, Томсон написал свой первый учебник «Прикладная аэродинамика» (1919).

1922 г. Джордж Томсон стал профессором натурфилософии Абердинского университета Шотландии и пребывал в этой должности до 1930 г., когда его назначили профессором физики Империал колледжа Лондона. 1952 г. он возвращается в Кембридж как руководитель Корпус-кристи-колледжа, где и остается вплоть до выхода в отставку 1962 г. Именно в Абердине он сделал свой наиболее значительный взнос в теоретическую физику.

Основные работы Джорджа Томсона касаются атомной и ядерной физики, квантовой механики, аэродинамики, электрических разрядов в газах. Независимо от К.Девиссона он открыл явление дифракции электронов, чем экспериментально доказал волновую природу электрона. Джордж Томсон также исследовал геометрию электрономограм, теорию рассеяния.

Джордж Томсон и Девиссон поделили 1937 г. Нобелевскую премию по физике «за экспериментальное открытие дифракции электронов на кристаллах».

После 1937 г. Джордж Томсон неоднократно был научным советником британского Министерства авиации. 1941 г. возглавляемый им комитет передал британскому правительству вывод, в котором производство атомной бомбы признавалось осуществимым. Эта рекомендация повлияла на решение Великобритании принять участие в Манхеттенском проекте. После Второй мировой войны Джордж Томсон принимал активное участие в роботах по управляемому термоядерному синтезу. Он активно поддерживал международное сотрудничество по развитию атомной энергии в мирных целях. Свой последний взнос в физику он сделал 1951 г., когда исследовал космические частички в космических лучах.

Джорджу Томсону было 1943 г. предоставлено дворянство. Среди его многочисленных наград — медаль Хъюза (1939) и Королевская медаль (1949) Лондонского королевского общества, медаль Франклина (1960) и Фарадея (1960) Института инженеров электротехники и электроники. Он был иностранным членом Американской академии наук и искусств, Лиссабонской академии наук, а также членом-корреспондентом Австрийской академии наук.

Умер Джордж Паджет Томсон 10 сентября 1975 г.

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

Хлебородненская средняя общеобразовательная школа

Автор: учитель физики

Бакотин Роман Владимирович

с. Хлебородное, 2014

Цель урока: изучить строение атома.

Задачи урока:

Образовательные:

• Изучить планетарную модель атома.

• Познакомить учащихся с гипотезой Томсона и фундаментальным опытом Резерфорда.

Развивающие:

• Отработать навыки определения состава атома, состава ядра атома по периодической системе химических элементов.

• Продолжить развитие навыков работы с опорным конспектом, таблицами и схемами.

• Развивать интеллектуальные и творческие способности учащихся.

Воспитательные:

• Развивать познавательный интерес к предметам.

• Показать значение опытных фактов.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Ход урока.

1. Организационный момент.

1. Фронтальный опрос.

1. Какие агрегатные свойства вещества вы знаете?

2. Что такое молекула?

3. Какие ещё существуют частицы?

4. Приведите примеры известных вам молекул.

5. Как на основе знаний о мельчайших частицах можно объяснить переходы вещества из одного состояния в другое?

1. Изучение нового материала.

Итак, мы сказали, что самой маленькой частицей вещества является атом. Мы также знаем, что при делении заряда остаётся наименьшая заряженная порция, которую назвали электрон. Следовательно, возникает вопрос: есть ли другие мельчайшие частицы и какова структура атома?

Узнать структуру атома пытались многие учёные, одним из которых был английский физик Томсон.

(Ученик рассказывает биографию Томсона – Приложение 1)

По мысли Томсона, положительный заряд атома занимает весь объем атома и распределен в этом объеме с постоянной плотностью. Простейший атом – атом водорода - представляет собой положительно заряженный шар радиусом около 10^-8 см, внутри которого находится электрон. У более сложных атомов в положительно заряженном шаре находится несколько электронов, так что атом подобен кексу, в котором роль изюминок играют электроны.

Однако модель атома Томсона оказалась в полном противоречии с опытами по исследованию распределения положительного заряда в атоме. Эти опыты, произведенные впервые Резерфордом, сыграли решающую роль в понимании строения атома.

(Демонстрация батона с изюмом)

(Запись в тетрадь)

Положительный заряд атома занимает весь объём атома и распределён по его объёму с постоянной плотностью.

(Ученик рассказывает биографию Э. Резерфорда – Приложение 2)

Опыт Резерфорда.

Радиактивный препарат, например радий, помещался внутри свинцового цилиндра, вдоль которого был высверлен узкий канал. Пучок альфа-частиц из канала падал на тонкую фольгу из исследуемого материала (золото, медь и пр). После рассеяния альфа частицы попадали на полупрозрачный экран, покрытый сульфидом цинка. Столкновение каждой частицы с экраном сопровождалось вспышкой света, которую можно было наблюдать в микроскоп. Весь прибор размещался в сосуде, из которого был откачан воздух.

При хорошем вакууме внутри прибора в отсутствии фольги на экране возникал светлый кружок, состоящий из сцинтилляций, вызванных тонким пучком альфа частиц. Но когда на пути пучка помещали фольгу, альфа частицы из-за рассеяния распределялись на экране по кружку большей площади.

Модифицируя экспериментальную установку, Резерфорд пытался обнаружить отклонение альфа частиц на большие углы. Совершенно неожиданно оказалось, что небольшое число альфа частиц (примерно одна из двух тысяч) отклонилось на углы, большие 90 градусов.

Определение размеров атомного ядра.

Резерфорд понял, что альфа частица могла быть отброшена назад лишь в том случае, если положительный заряд атома и его масса сконцентрированы в очень малой области пространства. Так Резерфорд пришёл к идее атомного ядра тела малых размеров, в котором сконцентрированы почти вся масса и весь положительный заряд атома.

(Запись в тетрадь)

Ядро имеет малый размер, в котором сосредоточена почти вся масса и весь положительный заряд.

1. Работа с физическим словарём.

Найти следующие физические понятия:

Сцинтилляция

Альфа частица

1. Строение атома.

Строение атома имеет следующую структуру:

1. Работа в группах.

Задание для 1 группы: из цветной бумаги сделать модель атома.

Задание для 2 группы: сделать модель солнечной системы.

(После выполнения заданий, работы каждой группы сравниваются, делаются выводы).

1. Повторение изученного материала.

Разгадаем кроссворд.

3 Э

Л

Е

4 П

Н

Р

Й

Р

О

Н

1. Нейтрально заряженная частица.

2. Альфа частица.

3. Отрицательно заряженная частица.

4. Положительно заряженная частица.

5. Учёный, предложивший планетарную модель атома.

Ответьте на вопросы:

1. Назовите две модели строения атома.

2. Что можно сказать о массе атома и массе ядра?

1. Домашнее задание.

Ответить на вопросы параграфа о строении атома. Подготовить сообщение по теме «Электронный микроскоп».

1. Подведение итогов.

Биография Эрнеста Резерфорда

Резерфорд Эрнест (1871—1937), английский физик, один из создателей учения о радиоактивности и строении атома, основатель научной школы.

Родился 30 августа 1871 г. в городе Спринг – Броув (Новая Зеландия) в семье шотландских эмигрантов. Отец работал механиком и фермером-льноводом, мать — учительницей. Эрнест был четвёртым из 12 детей Резерфордов и самым талантливым.

Уже при окончании начальной школы, как первый ученик, он получил премию в 50 фунтов стерлингов для продолжения образования. Благодаря этому Резерфорд поступил в колледж в Нельсоне (Новая Зеландия). После окончания колледжа юноша сдал экзамены в Кентерберийский университет и здесь серьёзно занялся физикой и химией.

Он участвовал в создании научного студенческого общества и сделал в 1891 г. доклад на тему «Эволюция элементов», где впервые прозвучала идея о том, что атомы — сложные системы, построенные из одних и тех же составных частей.

В период, когда в физике господствовала идея Дж. Дальтона о неделимости атома, эта мысль показалась абсурдной, и молодому учёному даже пришлось извиняться перед коллегами за «явную чепуху».

Правда, через 12 лет Резерфорд доказал свою правоту. После окончания университета Эрнест стал учителем средней школы, но это занятие было ему явно не по душе. К счастью, Резерфорду — лучшему выпускнику года — присудили стипендию, и он отправился в Кембридж — научный центр Англии — для продолжения занятий.

В Кавендишской лаборатории Резерфорд создал передатчик для радиосвязи в радиусе 3 км, но отдал приоритет на его изобретение итальянскому инженеру Г. Маркони, а сам приступил к изучению ионизации газов и воздуха. Учёный заметил, что урановое излучение имеет две составляющие — альфа- и бета-лучи. Это было открытием.

В Монреале при изучении активности тория Резерфорд открыл новый газ — радон. В 1902 г. в работе «Причина и природа радиоактивности» учёный впервые высказал мысль о том, что причиной радиоактивности является самопроизвольный переход одних элементов в другие. Он установил, что альфа-частицы заряжены положительно, их масса больше массы атома водорода, а заряд приблизительно равен заряду двух электронов, и это напоминает атомы гелия.

В 1903 г. Резерфорд стал членом Лондонского королевского общества, а с 1925 по 1930 г. занимал пост его президента.

В 1904 г. вышел фундаментальный труд учёного «Радиоактивные вещества и их излучения», который стал энциклопедией для физиков-ядерщиков. В 1908 г. Резерфорд стал нобелевским лауреатом за исследования радиоактивных элементов. Руководитель физической лаборатории в Манчестерском университете, Резерфорд создал школу физиков-ядерщиков, своих учеников.

Вместе с ними он занимался исследованием атома ив 1911 г. окончательно пришёл к планетарной модели атома, о чём написал в статье, вышедшей в майском номере «Философского журнала». Модель приняли не сразу, она утвердилась только после её доработки учениками Резерфорда, в частности Н. Бором.

Умер учёный 19 октября 1937 г. в Кембридже. Как и многие великие люди Англии, Эрнест Резерфорд покоится в соборе Святого Павла, в «Уголке науки», рядом с Ньютоном, Фарадеем, Дарённом, Гершелем.