Учителю
План урока по физике на тему 'Опыт Резерфорда. Состав атома. Модели атомов. ' (9 класс)

План урока по физике на тему 'Опыт Резерфорда. Состав атома. Модели атомов. ' (9 класс)

Автор публикации: Петрова Ю.В.

Дата публикации: 02.04.2015

Краткое описание: Представленный урок проводится в рамках темы исследования – «Как критерии оценивания влияют на повышение интереса к предмету физики в 9 классе через объективную оценку?» Для реализации подхода выполняется наблюдение за тремя группами учащихся класса, представляющих к

предварительный просмотр материала

Ресурс 1

Изучение нового материала

Группа 1.

После открытия в 1897 году электрона, входящего в состав атома, был сделан вывод о сложном строении атома. Первая достаточно разработанная модель атома была предложена Томсоном. Согласно этой модели вещество в атоме несет положительный заряд и равномерно заполняет весь объем атома. Электроны "вкраплены" в атом, словно изюм в булку. Но она требовала доказательств.

Для проверки гипотезы Дж. Дж. Томсона необходимо было провести эксперимент, что и сделал Э. Резерфорд. Он решил проникнуть внутрь атома с помощью α- частиц, которые имели положительный заряд, массу почти в 7300 раз большую чем масса электрона и очень большую скорость (около 20000км/c). С точки зрения Резерфорда α-частицы должны были легко "пробить" атом и тем самым доказать справедливость модели атома Томсона.

Э.Резерфорд предполагал увидеть следующую картину: α- частицы пробивают атом и практически не отклоняясь пролетают сквозь него.

Ресурс 1

Изучение нового материала

Группа 2.

Схему экспериментальной установки Резерфорда

В цилиндрическом сосуде с небольшим отверстием находился радиоактивный препарат, испускавший поток -частиц. Они попадали на золотую фольгу и, проходя через нее, ударялись о люминесцирующий экран. В местах удара частиц на экране возникали вспышки света .

То, что некоторые -частицы отскакивали от фольги назад, противоречило модели Томсона. Результаты эксперимента настолько удивили Резерфорда, что он воскликнул: "... неправдоподобно так же, как если бы вы выстрелили пятнадцатифунтовым снарядом в папиросную бумагу, а снаряд отскочил бы обратно и убил бы вас самих".

Чтобы объяснить результаты опыта, Резерфорд рассуждал так. Известно, что -частицы имеют положительный заряд. Если некоторые из них отталкиваются фольгой назад, значит, положительный заряд есть и в атомах фольги. Но поскольку бoльшая часть -частиц пролетает сквозь фольгу, почти не отклоняясь при этом, значит, этот положительный заряд занимает лишь малую часть каждого атома. Ее назвали ядром атома.

Свободное пространство в модели атома Резерфорд "заполнил" электронами.
При столкновениях с отдельными электронами -частицы испытывают отклонения на очень небольшие углы, так как масса электрона мала. Однако в тех редких случаях, когда она пролетает на близком расстоянии от одного из атомных ядер, под действием сильного электрического поля ядра может произойти отклонение на большой угол.
Итак, Резерфорд предложил планетарную модель атома. Согласно этой модели, в центре атома располагается положительно заряженное ядро, в котором сосредоточена почти вся масса атома. Атом в целом нейтрален. Вокруг ядра, подобно планетам, вращаются под действием кулоновских сил со стороны ядра электроны. Находиться в состоянии покоя электроны не могут, так как они упали бы на ядро.

Ресурс 1

Изучение нового материала

Группа 3.

Размеры.

Атом: 10^-10 м; ядро: 10^-10 - 10^-14 м. Практически вся масса атома сосредоточена в ядре- 99,95 %. Стадион - это атом, вишня в центре футбольного поля этого стадиона - атом.
Заряд атомного ядра определяется порядковым номером элемента в таблице Менделеева:

q_я = +Z*e ( e - наименьший заряд 1,6*10^-34).

Положительные частицы ядра называют протонами. В обычном состоянии атом нейтрален, число электронов на орбитах и число протонов в ядре уравновешивают друг друга. Следовательно, заряд электронов равен заряду ядра, только со знаком минус.

Зная порядковый номер элемента в таблице Менделеева, можно определить число протонов и электронов. Например, порядковый номер водорода Z=1, урана Z=92. Значит атом водорода имеет один протон и вокруг вращается 1 электрон, а атом урана - 92 протона и 92 электрона.

Ресурс 1

Изучение нового материала

Группа 4.
Трудности модели атома Резерфорда. Постулаты Бора

Опыты подтвердили правильность ядерной модели атома Резерфорда, поэтому ученым необходимо было объяснить почему атом не теряет энергию при вращении по орбитам электронов.
Первым решился на это признание выдающийся физик XX в. датский ученый Нильс Бор.

Постулаты Бора показали, что атомы "живут" по законам микромира.
I постулат - постулат стационарных состояний:
В атоме существуют стационарные квантовые состояния, не изменяющиеся с течением времени без внешнего воздействия на атом.
В этих состояниях атом не излучает электромагнитных волн, хотя и движется с ускорением.
Каждому стационарному состоянию атома соответствует определенная энергия атома.
Стационарным состояниям соответствуют стационарные орбиты, по которым движутся электроны.
II постулат - правило частот:
При переходе атома из одного стационарного состояния в другое излучается или поглощается 1 фотон.
а) Атом излучает 1 фотон (который несет 1 квант энергии), когда электрон переходит из состояния с большей энергией (Е k) в состояние с меньшей энергией (Е n).
Энергия излученного фотона:

Здесь (Ek - En) - разность энергий стационарных состояний.
При Ек > Eп происходит излучение фотона.

б) Атом поглощает 1 фотон, когда переходит из стационарного состояния с меньшей энергией

(E n) в стационарное состояние с большей энергией (E k).
При Ек < Еn происходит поглощение фотона.

После экспериментальных проверок правильности модели атома Резерфорда и принятия постулатов Бора ученым пришлось признать ограниченность применения законов классической физики для микроскопических тел.

....