Середня загальноосвітня школа №22 м. Кам'янське

 

Атом і атомне ядро. Дослід Резерфорда. (9 кл.)

Тема уроку: Атом і атомне ядро. Дослід Резерфорда. (9 кл.)

Мета уроку: Ознайомити учнів з дослідом Резерфорда з розсіювання заряджених частинок у речовині та ядерною моделлю атома; розвивати пізнавальні здібності учнів на прикладі аналізу результатів експерименту з розсіювання заряджених частинок у речовині та побудови на його основі моделі атома.

Тип уроку: Урок вивчення й первинного закріплення нових знань.

Обладнання: Плакат «Будова атома», таблиця «Яка будова атома», таблиця «Модель атома Томсона. Модель атома Резерфорда», уривок фільму «Резерфорд».

Хід уроку.

I.    Організація класу. Мотивація навчальної діяльності.

II. Актуалізація опорних знань.

Проводиться шляхом бліцопитування. За правильну відповідь учневі вручається фішка, кількість яких накопичується протягом уроку; потім сумується і виставляється оцінка.

Запитання.

1). Що таке речовина?

2). З чого складається речовина?

3). Яка будова молекули?

4). Який заряд молекули?

5). Яка будова атома?

Дати відповідь на це запитання ми повинні на уроці, тема якого «Атом і атомне ядро. Дослід Резерфорда».

III.    Вивчення нового матеріалу.

З часів Демокрита і до кінця XIX ст., в науці панувала думка про недоцільність атома. Але оскільки всі тіла можна наелектризувати, то електрони є в усіх тілах. Тобто електрони слід шукати в атомах.

Модель атома Томсона. У 1897 р. англійський фізик Дж. Томсон відкрив електрон, як складову частину атома (таблиця № 1).

§  Який заряд має електрон? (q = - 1,6∙10-19 Кл).

§  Що є носієм найменшого електричного заряду? (Електрони).

Томсон припустив, що атом – це позитивно заряджена куля, всередині якої містяться негативно заряджені електрони («пудингова модель»).

§  Який заряд атома? (Нейтральний).

§  Чому? (Рівність позитивного й негативного зарядів забезпечують електричну нейтральність атома).

Проте така модель атома мала свої обмеження і не відповідала дослідним  фактам, отриманих в той час фізиками.

Модель атома Резерфорда. Тому англійський фізик
Е. Резерфорд продовжував досліджувати будову атома.

§  Історична довідка про Е. Резерфорда. (Повідомлення учня). Уривок фільму «Резерфорд».

А). В чому полягала ідея досліду Резерфорда?

Користуючись плакатом і таблицею № 1 пояснюю дослід з розсіювання α-частинок речовиною.

Резерфорд помістив у свинцеву коробочку речовину (уран), що випромінює α-частинки. Розповідь про α-частинки.

Спалахи фіксувалися лише в одному місці екрана проти отвору. Траєкторія α-частинок були прямими лініями. Чому?

Резерфорд на шляху пучка α-частинок поставив дуже тонку фольгу (товщина 0,001 мм), проте в ній по товщині вкладалося 3300 шарів атомів золота. Атоми в твердих тілах розміщені досить щільно.

Виявилося, що золота фольга – 3300 шарів атомів – майже не змінюють траєкторію α-частинок. Більшість α-частинок пролітає крізь золоту фольгу. Чому?

Але деяка кількість α-частинок відхиляється від початкового напряму, проходячи крізь пластинку. Чому?

Коли екрани помістили і з другого боку золотої фольги, теж було зафіксовано одинокі спалахи. Чому?

Б). Конструювання моделі атома (таблиця № 2).

1.      Встановлення факту існування пустот в атомі.

§  Яка може бути траєкторія α-частинок через шари атомів золота?

§  Якщо α-частинка не може пройти через атом золота, то який тоді буде характер розсіювання?

§  Чи проходила б при цьому більшість α-частинок, не відхиляючись золотою фольгою?

§  Які результати дослідів забезпечують справедливість траєкторій, зображених на мал. а. (див. таблицю № 2)?

§  Як же пояснити характер розсіювання?

§  Чи є в атомі пустоти?

§  Чи проникний атом для α-частинок?

§  З яких даних досліду видно, що в атомі є пустоти?

§  Спробуйте встановити, чи великі розміри пустот в атомі? З яких результатів досліду це видно?

2.  Встановлення факту існування ядра та оцінка розмірів ядра атома.

Оскільки розміри пустот у атомі значні, то частинки, які входять до складу атома, сконцентровані в невеликому об’ємі. Цю частинку атома Резерфорд назвав ядром.

§   Де слід розмістити ядро в атомі? (В центрі.)

Лінійні розміри атома становлять 10-10м, а радіус його ядра
10-15м.

3.    Тепер встановимо масу ядра.

§  Чи велика маса ядра?

§  Звідки ми можемо дістати відповідь на запитання? 

§  З яких результатів досліду ми можемо зробити висновки про масу ядра атома?

Пригадайте взаємодію тіл.

§  При взаємодії яке з двох тіл більше змінює свою швидкість?

§  Маса ядра атома золота більша за масу α-частинки чи менша? 

§   Чи набагато більша маса ядра атома золота за масу α-частинки? З яких результатів досліду це видно?

§  Маса ядра атома не набагато менша за масу всього атома.

4.    Заряд атома.

§  Яка частинка налітала на ядро? Який її заряд?

§  Якщо до позитивно зарядженої паперової гільзи підноситимемо заряджену паличку, то при якому заряді палички гільза відштовхуватиметься?

§  Який же заряд ядра атома? З яких результатів досліду це видно?

5.     Місце електронів у атомі.

§  Чи можуть електрони входити до складу атома? Який заряд атома?

§  Порівняйте сумарний заряд електронів і заряд ядра.

§  Де містяться електрони в атомі? Що може обмежувати, встановлювати границі атома?

§  Чи можуть електрони «зібратися» разом? Якщо ми розмістимо електрони по периферії атома, то чи не впливатиме це на характер розсіювання α-частинок?

§  Чи може електрон змінити напрям руху α-частинки на протилежний? Чому?

6.  Чи буде сконструйований нами атом стійким? Чи залишатимуться електрони на периферії атома? Яка діє позитивно заряджене ядро на електрони?

Що треба зробити з електронами, щоб вони залишалися на периферії атома? Це складне питання. Відповідь на нього допоможе малюнок (див. таблицю № 2). Як діє Земля на Місяць? Чому Місяць не впаде на Землю? Що треба зробити з електронами, щоб вони не падали на ядро?

Первинна перевірка засвоєння знань. Первинне закріплення знань.

Повторимо конструкцію атома, яку ми створили. Саме таку модель атома за проведеними дослідами запропонував Резерфорд. Намалюйте собі в зошит модель атома. Опишіть коротко її. Що саме головне про будову атома треба записати? Виберіть основні дані записів на дошці.

Як можна назвати таку модель атома? Проаналізуйте назви моделі, які пропонуються. Під час обговорення назви «планетарна модель атома» показуємо учням плакат чи таблицю, на якій зображено будову Сонячної системи.

 Підсумок уроку.

Сьогодні ми розглянули досліди Резерфорда, на основі яких була побудована сучасна модель атома.

Яка доцільність вивчення будови атома?

Знання законів природи, зокрема будови атома, потрібні для того, щоб використати їх на практиці для підвищення добробуту людей.

Серед найважливіших проблем, на розв’язання яких потрібно зосередить зусилля, вченими названо розвиток фізики елементарних частинок і атомного ядра.

 Домашнє завдання. Є. В Коршак § 33.

 

 

 

 

Таблиця № 2 «Яка будова атома?»

Дослід. Результати досліду.

Висновки

про будову атома.

1.   α–частинки мають позитивний заряд

2.  mα»mел;

υα≈1500км/с

3.  У золотій фользі 3300 шарів атомів.

 

4.  Атоми золота «упаковані» щільно

 

 

5.  α–частинки майже не відхилялися золотою фольгою

6.  Зовсім мала кількість α-частинок відхилялася фольгою від попереднього напряму.

 

7.  Деякі α-частинки відкидалися від фольги назад

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.   В атомі є пустоти. (З даних 3; 4; 5).

Суперечить п. 5. досліду.

 

 

Розміри пустот значні (З даних 5; 6; 7).

2.  Майже всі частинки містяться в малому об’ємі – ядрі атома.

dатома ≈10000 dядра

 

 

3.  m ядра атом.зол. » mα  (З даних 2; 7)

 

 

4.   Заряд ядра позитивний (З даних 1;7).

 

 

5.   Електрони розмі-щені на периферії атома.(Не суперечать даним 5; 6;7).

Абсолютне значення заряду всіх електро-нів дорівнює заряду ядра, бо атом нейтральний.

 

6.  Електрони обер-таються навколо ядра.

 

Подобається