план конспект урока. Строение атома. Опыт Резерфорда. Планетарная модель атома. Квантовые постулаты Бора. Лазеры
 Скачать 362.5 Kb.
|
|
Тема урока: Строение атома. Опыт Резерфорда. Планетарная модель атома. Квантовые постулаты Бора. Лазеры. Тип урока: урок изучения нового материала. Вид урока: стандартный урок. Цель урока: изучить строение атома; рассмотреть фундаментальный опыт Резерфорда. Задачи: Образовательные: Изучить планетарную модель атома. Познакомить учащихся с гипотезой Томсона и фундаментальным опытом Резерфорда. Развивающая: Развивать интеллектуальные и творческие способности учащихся. Воспитательные: Развивать познавательный интерес к предметам. Показать значение опытных фактов. Оборудование: компьютер, проектор для показа набора слайдов: графические задания, портреты ученых, модели атомов Томсона и Резерфорда, Опыт Резерфорда (фрагмент), наглядные пособия. Ход урока. Подготовительная часть: оргмомент, постановка цели урока. Основная часть: 1. Фронтальный опрос: - Каковы были взгляды о строении вещества в древности? - Как переводится с греческого слово «атом»? - Какое явление стало свидетельством сложного строения атома? - Кем и в каком году оно было открыто? - В чем заключается явление радиоактивности? - Кем и как проводился опыт по изучению состава радиоактивности? -  Как были названы частицы, входящие в состав радиоактивного излучения?- По рисунку определите заряд и название каждого из трех лучей? Почему вы так считаете? 2. Актуализация знаний. - Какие заряды существуют в природе? - Каким образом они взаимодействуют друг с другом? 3. Изучение нового материала. Слово “атом” придумал очень давно более 2500 лет назад древнегреческий философ Демокрит. С греческого “атом” переводится как “неделимый”. Так ли это? В истории развития физики одна из самых интересных и увлекательных страниц – это история открытия сложного строения атома. В конце XIX- начале XX в. идеи о строении атома витали в воздухе, различные догадки ученых создавали духовную атмосферу, в которой, в конце концов, и рождалось открытие, ведь в то время ничего о внутреннем строении атома не было известно.        После открытия в 1897 г. электрона, входящего в состав атома, был сделан вывод о сложном строении атома. Первая достаточно разработанная модель атома была предложена английским физиком Дж. Дж. Томсоном, открывшим электрон. Согласно этой модели вещество в атоме несет положительный заряд и равномерно заполняет весь объем атома. Электроны “вкраплены” в атом. Первая модель атома сыграла положительную роль. Но она требовала доказательств.Ч  тобы проверить гипотезу Дж. Дж. Томсона необходимо 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. Е   сли бы атом был устроен так, как предполагал Дж.Томсон, то Э.Резерфорд увидел бы следующую картину: α- частицы пробивают атом и практически не отклоняясь пролетают сквозь него. С  хему экспериментальной установки Резерфорда вы видите на рисунке.  В цилиндрическом сосуде с небольшим отверстием находился радиоактивный препарат, испускавший поток α-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 α-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 α-частицы имеют положительный заряд. Если некоторые из них отталкиваются фольгой назад, значит, положительный заряд есть и в атомах фольги. Но поскольку бoльшая часть α-частиц пролетает сквозь фольгу, почти не отклоняясь при этом, значит, этот положительный заряд занимает лишь малую часть каждого атома. Ее назвали ядром атома. П  одсчитывая частицы, отклоняющиеся после пролета фольги на большие и малые углы, определили приблизительные размеры ядра: около 10-14 м. Это число оказалось примерно в 10 000- 100 000 раз меньше размеров самого атома. Поэтому свободное пространство в модели атома Резерфорд "заполнил" электронами Он, в частности, говорил, что атом "состоит из центрального электрического заряда, сосредоточенного в точке и окруженного однородным сферическим распределением противоположного электричества равной величины".
Т  ак как большая часть пространства в атоме пуста, быстрые α-частицы могут почти свободно проникать через значительные слои вещества, содержащие несколько тысяч слоев атомов.И  так, 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. Размеры. Атом: 10-10 м; ядро: 10-10 – 10-14 м. Практически вся масса атома сосредоточена в ядре- 99,95 %. Из опытов следует, что ядро и отталкивает альфа-частицу, причем тем сильнее, чем ближе к ядру она проходит. По соотношению между общим числом частиц и числом отклонившихся на определенные углы частиц рассчитывается размер ядра и заряд ядра. Оказалось, что радиус ядра имеет порядок 10 - 12 см (10 - 14 м). Заряд же ядра положителен и определяется формулой q = Z•e, где Z - порядковый номер элемента в периодической системе, а е- модуль заряда электрона”.Таким образом, на сегодня известно точно, что... (учитель - на доске, ребята - в тетради составляют схему-таблицу строения атома).  Строение всех атомов зашифровано в периодической системе химических элементов. Порядковый номер химического элемента показывает электрический заряд ядра атома Z , этот заряд численно равен сумме протонов в ядре атома  ; т.к. атом в целом электрически нейтральная частица, то суммарный положительный заряд атома равен суммарному отрицательному заряду, следовательно, равен числу электронов в оболочке атома .  Чтобы вычислить число нейтронов в ядре из массового числа атома вычитаем заряд ядра: 4. Отработка изученного материала проводится с помощью вопросов, предложенных в мультимедийном пособии, а также: а) Опроверг ли своими опытами Э. Резерфорд модель атома Томсона? Какая модель атома вытекает из опытов Э. Резерфорда? Что принимается за размер атома в планетарной модели атома? б) задача с выбором ответа: Опыты Резерфорда по рассеянию альфа-частиц показали: электрон вращается в атоме по круговой орбите; альфа-частицы положительно заряжены; атом не взаимодействует с альфа-частицами; атом состоит из малого по объему и массивного ядра и легких электронов; атом состоит из заряженных частей. Выберете правильный и исчерпывающий ответ. в) заполняем таблицу вместе с учащимися  г) фронтальный опрос: Чем отличаются протоны и электроны? Сходство и различие протонов и нейтронов? Какой заряд имеет атом меди? Из чего складывается масса атома? Предлагаем вашему вниманию сочинение. Как вы думаете, о чём идёт речь в сочинении? Таким образом, в результате опытов по рассеянию α-частиц была доказана несостоятельность модели атома Томсона и выдвинута ядерная модель. 5. Выполнение тестовой работы на два варианта (задания на рабочем листе у каждого учащегося, работы сдаются для проверки) Закрепление. - С какой целью проводился опыт Резерфорда? - Пользуясь рисунком расскажите, как проводился опыт Резерфорда по рассеянию α- частиц? - Какие результаты были получены в ходе опыта? - Каковы вывода Резерфорда? - Что представляет атом согласно ядерной модели, выдвинутой Резерфордом? - Каковы размеры атома и ядра? - По рисунку расскажите, как проходят α- частицы сквозь атомы вещества? Почему? З Атом аполните схему:   Ядро Электронная оболочка  протоны  нейтроны Самостоятельная работа (4 – 5 мин). Вариант 1. 1. В состав ядра атома входят следующие частицы: А) только протоны; В) протоны и электроны; Б) нейтроны и протоны; Г) нейтроны и электроны. 2. Какой заряд имеют α – частица, β – частица? А) α - частица – отрицательный, β – частица – положительный; Б) α- и β- частицы – положительные; В) α- частица – положительный, β – частица – отрицательный; Г) α- и β- частицы – отрицательные. 3. Что такое α – излучение? А) поток положительных ядер атома гелия; Б) поток электронов; В) поток нейтральных частиц; Г) поток электромагнитного излучения 4. Современная модель структуры атома обоснована опытами: А) по рассеянию α- частиц; Б) по сжимаемости жидкости; В) по электризации; Г) по тепловому расширению. 5. Кто предложил ядерную модель строения атома? А) Беккерель; В) Кюри; Б) Томсон; Г) Резерфорд. 6. По современным представлениям атом – это: А) маленькая копия молекулы вещества; Б) мельчайшая частица молекулы вещества; В) однородный положительный шар с вкраплениями электронов; Г) положительно заряженное ядро, вокруг которого движутся электроны. 7. С помощью опытов Резерфорд установил, что: А) положительный заряд распределен равномерно по всему объему атома; Б) положительный заряд сосредоточен в центре атома и имеет малый объем; В) в состав атома входят электроны; Г) атом не имеет внутренней структуры. Вариант 2. 1. С помощью опытов Резерфорд установил, что: А) положительный заряд распределен равномерно по всему объему атома; Б) положительный заряд сосредоточен в центре атома и имеет малый объем; В) в состав атома входят электроны; Г) атом не имеет внутренней структуры. 2. Какой заряд имеют γ – частица, β – частица? А) β- частица – положительный, γ- излучение – отрицательный; Б) β- частица – отрицательный, γ- излучение – не имеет заряда; В) γ- и β- частицы – положительный; Г) β – частица не имеет заряда, γ- излучение – положительный. 3. Кто открыл явление радиоактивности? А) М. Кюри; В) Э. Резерфорд; Б) ДЖ. Томсон; Г) А. Беккерель. 4. Что такое β – излучение? А) поток положительных ядер атома гелия; Б) поток электронов; В) поток нейтральных частиц; Г) поток электромагнитного излучения. 5. Из каких частиц состоят ядра атомов? А) из протонов; Б) из нейтронов; В) из протонов и нейтронов; Г) из протонов, нейтронов и электронов. 6. Что такое γ – излучение? А) поток положительных ядер атома гелия; Б) поток электронов; В) поток нейтральных частиц; Г) поток электромагнитного излучения. 7.Современная модель структуры атома обоснована опытами: А) по рассеянию α- частиц; В) по электризации; Б) по сжимаемости жидкости; Г) по тепловому расширению. Подведение итогов. Вернемся к эпиграфу урока: «Отыщи всему начало, и ты многое поймёшь». Я думаю, что на сегодняшнем уроке «начало» мы отыскали. А многое понять и узнать нам предстоит на наших следующих уроках. На волне открытий строения атома поэт Валерий Брюсов в 1922 году написал стихотворение “Мир электрона”, в котором провел аналогию между строением атома и Солнечной системы. 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... Д/з. § 93. Приложение 1 Тема урока: "Строение атома" Рабочий лист  1. Демокрит (др. греч.): 2. Модель Дж. Дж. Томсона: «атом» - «». (дорисуй модель)  3. Планетарная модель атома: 1. - 2. - 4. Заполни схему: «Состав атома».  5.Заполни таблицу:  6. Ответьте на вопрос: Что произойдёт с атомом, если изменить количество электронов? 1  H0 - 1 → 1H+1 ? _____________________________ 1 H0 + 1 → 1H-1 ? ____________________________Частицы, которые получились при отдаче (потере) и принятии (присоединении) и приобрели заряд, называются ионами.Атомы одного вида, но имеющие разные числа нейтронов (разные массы), называются изотопами.  ___________________ Закончи предложение: Если бы не было открыто строение атома, то _______________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________ 10. Домашнее задание § 93. Заполни таблицу:
| |||||||||||||||||||||||||||
О
В
Na
Hg
Al