Строение атома. Опыт Резерфорда, 9 класс

Муниципальное общеобразовательное учреждение

Заозерская средняя общеобразовательная школа

Угличского района Ярославской области

Конспект урока по физике
в 9 классе

Опыт Резерфорда. Строение атома

учитель физики

Орехова Светлана

Анатольевна

С. Заозерье

2012

Конспект урока

Методическая информация

Приложение 1

Проверочный тест по теме «Радиоактивность»

1. Установите соответствие:

1 α-частица

2 β-частица

3 γ-частица

Ответы:

1.

1

2. Б

3.

1

4. Г

5. О сложном строении атома, т.е. атом состоит из более мелких частиц.

Приложение 2

Текст № 1

Характер Резерфорда

Резерфорд был исключительно обаятельным человеком. Находясь в хорошем расположении духа, ученый буквально излучал потоки мощной энергии, заряжая ею всех окружающих. В нем сочетались строгость и доброта, смелость и независимость. Он обладал чувством юмора и ценил это качество в других. В 1921 году Резерфорд вынужден был отказать в приеме на стажировку молодого талантливого ученого П.Л.Капицу из-за отсутствия вакансий. Капица осведомился, с какой погрешностью Резерфорду удается проводить свои эксперименты. Профессор удивленно ответил, что примерно процента 3. Капица тут же спросил, сколько же человек работает в лаборатории? И получил ответ – тридцать человек. «Так не могу ли я находиться в пределах вашей погрешности? Тогда вы не заметите, что я у вас работаю», — произнес с улыбкой Капица. Рассмеявшись, Резерфорд тут же согласился взять Капицу на стажировку.

Приложение 3

Текст № 2

Rutherford

Born in 1871 near Nelson, New Zealand, Rutherford was the fourth of 12 children. In 1891 he graduated from secondary school with a scholarship to Canterbury College in Christchurch. He earned a BA in mathematics and physical science in 1892, and a MA in 1893. He then conducted 2 years of research on magnetism and the detection of Hertzian waves. In 1894 he won a scholarship to the Cavendish Laboratory at Cambridge University in England where he studied under JJ Thomson. He continued his research on magnetism for another 2 years(5, 6).

Приложение 4

Текст № 3

Семья Резерфорда

Родители Резерфорда были переселенцами из Шотландии. Отец, Джеймс Резерфорд, был мелким фермером, но, чтобы прокормить огромную семью, организовал деревообрабатывающее предприятие и стал колесным мастером. Мать, Марта Томсон, преподавала в местной школе. Всего в семье Резерфордов было 12 детей. Эрнест появился на свет четвертым ребенком и оказался самым способным из всех.

Женился Резерфорд в 1900 году на Мэри Ньютон, с которой они не виделись в течение 5 лет. Эрнест после окончания университета не мог достойно содержать семью и вынужден был расстаться со своей невестой. Время не погасило его любовь. Вскоре у них родилась дочь, большеглазая кудрявая малышка Эйлин.

Приложение 5

Мое отношение к уроку

«+»

«+» — все, что понравилось на уроке,

«-» — не понравилось, показалось скучным, непонятным или бесполезным,

«интересно» — любопытные факты или, что хотелось бы узнать по этой теме.

Приложение 6

Тексты к слайдам (для учителя)

Слайд № 3

Ке́мбридж — город на востоке Англии, административный центр графства

Слайд № 4

В городе находится один из лучших университетов мира, с которым связаны имена 87 Нобелевских лауреатов.

Конец 19-го века. Знаменитой Кавендишской лабораторией Кембриджа руководит выдающийся английский физик Джозеф Джон Томсон. Сюда для стажировки прибывает молодой новозеландский ученый Эрнест Резерфорд.

Слайд № 5

В физике начала 20-го века было сделано уже много важных открытий. Открыт электрон. Обнаружено явление радиоактивности, которое давало основания предположить, что в состав атома входят отрицательно и положительно заряженные частицы. Известно было также, что в целом атом нейтрален.

Слайд № 6

В это время бытовали самые разные представления о строении атома. Например, Фердинанд Линдеман в 1905 году утверждал, что «атом кислорода имеет форму кольца, а атом серы – форму лепешки». Лорд Кельвин представлял атом подобным кольцам дамы, выпускаемым изо рта опытным курильщиком. Но большинство физиков склонялось к мысли, что прав Джозеф Джон Томсон: атом – это равномерно положительно заряженный шар, внутри которого плавают отрицательные электроны (или корпёсли, как писали в русских изданиях начала века)

Слайд № 7

Часть физиков представляла себе атом иначе. Японский физик Хантаро Нагаока в 1903 году предположил, что «атом представляет своего рода сложную астрономическую систему, подобную кольцам Сатурна».

Слайд № 8

Окончательный выбор между гипотезами вправе сделать только опыт. Такой опыт поставил в 1909 году Эрнест Резерфорд со своими «мальчиками», как он называл своих сотрудников. Представьте себе крупного и шумного человека, который принужден сидеть в темной комнате и, глядя в микроскоп, считать на экране спинтарископа вспышки – сцинтилляции – альфа-частиц. Работа изнурительная: уже через две минуты глаза устают. Ему помогают опытный исследователь Ганс Гейгер и двадцатилетний лаборант Эрнст Марсден.

Слайд № 9

Их прибор несложен: ампула с радием, испускающим альфа-частицы, диафрагма, которая выделяет из них узкий пучок и направляет его на экран из сернистого цинка, и микроскоп, через который наблюдают сцинтилляции альфа-частиц на экране.

Слайд № 10

Если на пути частиц поставить металлическую фольгу, то частицы начинают отклоняться от прямолинейного пути, как будто частицы сталкиваются с другими заряженными частицами.

Слайд № 11

В поисках разгадки Резерфорд предложил Мардсену проверить: а не отражаются ли альфа-частицы от фольги назад? С точки зрения модели Томсона предположение совершенно бессмысленное, это подобно тому, что пушечное ядро отскакивает от горошины!

Слайд № 12

Прошло два года. За это время Гейгер и Марсден сосчитали более миллиона сцинтилляций и доказали, что назад отражается примерно одна частица из 8 тысяч.

Слайд № 13

7 марта 1911 г. Манчестерское философское общество услышало доклад Резерфорда «Рассеяние альфа- и бета-лучей и строение атома».

Годы спустя Резерфорд любил приводить по поводу своего открытия такую аналогию. В одной южноафриканской стране таможню предупредили, что в страну собираются провезти крупную партию контрабандного оружия для повстанцев, и оружие будет спрятано в тюках хлопка. И вот перед таможенником после разгрузки оказывается целый склад, забитый тюками с хлопком. Как ему определить, в каких именно тюках спрятаны винтовки? Таможенник решил задачу просто: он стал стрелять по тюкам, и, если пули рикошетили от какого-либо тюка, он по этому признаку и выявлял тюки с контрабандным оружием. Так и Резерфорд, увидев, как альфа-частицы рикошетируют от золотой фольги, понял, что внутри атома скрыта гораздо более плотная структура, чем предполагалось.

Слайд № 14

В тот день слушатели узнали, что атом подобен Солнечной системе: он состоит из ядра и электронов, которые обращаются вокруг него на расстояниях примерно 10^-8 см. Размеры ядра очень малы – всего 10^-13-10^-12 см, но в нем заключена практически вся масса атома. Заряд ядра положителен и равен примерно половине атомной массы элемента.

Слайд № 15

Сравнение с Солнечной системой не случайно: диаметр Солнца почти во столько же раз меньше размеров Солнечной системы, во сколько размеры ядер меньше диаметра атома.

Слайд № 16

Изобразите в тетради примерные траектории альфа-частиц, пролетающих мимо атома.

Слайд № 17

Запишите в тетради, что обозначено буквами на схеме?

Опишите соседу по парте ход опыта Резерфорда.

Слайд № 18

Эту таблицу придумал Эдвард де Боно, доктор медицинских наук, доктор философии Кембриджского университета.

«+» — все, что понравилось на уроке,

«-» — не понравилось, показалось скучным, непонятным или бесполезным,

«интересно» — любопытные факты или, что хотелось бы узнать по этой теме.

Пример синквейна:

1. атом,

2. неоднородный и нейтральный,

3. содержит положительное ядро, вокруг вращаются отрицательные электроны, между ними находится пустота,

4. атом подобен Солнечной системе,

5. бесконечность.