Строение атома. Элементарный электрический заряд. Закон Кулона.
Цель: ознакомить учеников со
строением атома, планетарной модели атома
по Резерфорду. Побуждать учащихся к
преодолению трудностей в процессе умственной деятельности, воспитать интерес к
физике.
Демонстрации: таблицы со схемой опыта Резерфорда и схемой плане тарной модели атома;
таблица «Периодическая система химических элементов Менделеева».
Ход урока
I. Организационный момент
II. Проверка домашнего задания.
Повторение изученного
После проверки домашнего задания проводится фронтальный эксперимент.
Наблюдение экранирующего действия проводника
Приборы и материалы: стрелка бумажная (или из фольги) на остриев линейка
измерительная из оргстекла, кусок капроновой ткани, пластинка жестяная размером
60x90 мм.
Порядок выполнения работы:
1. Наэлектризуйте линейку, потерев ее о кусок
капроновой ткани.
2.
Поднесите конец заряженной линейки на некоторое расстояние к стрелке и,
перемещая линейку то вправо, то влево, наблюдайте за движением стрелки.
3. Расположите
металлическую пластинку вертикально между стрелком и концом заряженной линейки.
Затем снова перемещайте конец линейки около стрелки.
- Влияет ли электрическое
поле заряженной линейки на стрелку?
III. Изучение нового материала
План изложения нового материала:
1. Модели атома,
существовавшие до начала XIX в.
2. Опыты Резерфорда.
1. В начале века в физике бытовали самые
разные и часто фантастические представления о строении атома.
Например, ректор Мюнхенского университета Фердинанд Линдеман в 1905 г.
утверждал, что «атом кислорода имеет форму кольца, а атом серы форму лепешки».
Продолжала жить и теория «вихревого атома» лорда Кельвина, согласно:
которой, атом устроен подобно кольцам дыма, выпускаемым изо рта опытного
курильщика.
Но большинство физиков склонялись к мысли, что прая Дж. Дж. Томсон: атом -
равномерно положительно заряженный шар диаметром 108 см, внутри
которого плавают отрицательные электроны, размеры которых 10см. Сам Томсон
относился к своей модели без энтузиазма.1
Джон Стоней еще в 1891 г. предполагал, что электроны движутся во-1 круг
атома, подобно спутникам планет. Японский физик Хантаро Насаока в 1903 г. говорил, что атом представляет своего рода сложную
астрономическую систему, подобно кольцу Сатурна.
Вопрос о строении атома изучали и русские физики: Петр Николаевич Лебедев и
известный ученый-народник Николай Морозов.
Ни один из сторонников идеи планетарного атома не мог подтвердить опытом.
Такой опыт в 1909 г. поставил Эрнест Резерфорд.
2. Опыты Резерфорда.
Английский физик Эрнест Резерфорд, исследуя излучение радиоактивных веществ,
особое внимание уделил излучению, состоящему из положительно заряженных частиц,
называемых а-частицами. Он установил, что каждая а-частица, попадая на экран из
сернистого цинка, вызывает вспышку света. Испытав рассеяние в золотой фольге,
а-частицы ударялись затем в экран и регистрировались с помощью микроскопа.
Согласно предложенной Томсоном модели атома, а-частицы должны были бы
свободно проходить сквозь атомы золота и только отдельные а-частицы могли
слегка отклоняться в электрическом поле электрона. Поэтому следовало ожидать,
что пучок а-частиц при прохождении через тонкую фольгу слегка расплывется на
небольшие углы. Такое рассеивание на малые углы действительно наблюдалось, но
совершенно неожиданно оказалось, что примерно одна а-частица из 20 000,
падающих на золотую фольгу толщиной всего лишь 4 ■ 105 см,
возвращается назад в сторону источника.
Резерфорду понадобилось несколько лет, чтобы окончательно понять столь
неожиданное рассеяние а-частиц на большие углы. Он пришел к выводу, что
положительный заряд атома сосредоточен в очень малом объеме в центре атома, а
не распределен по всему атому, как в модели Томсона.
IV. Закрепление изученного.
1. Модели атома,
существовавшие до начала XIX в.
2. Опыты Резерфорда
Домашнее задание.
§ 30-31
Будь-те первым, поделитесь мнением с остальными.