Модель атома. Дослід Резерфорда (9клас)
Мета: 1 Навчальна. Познайомити учнів із основними етапами розвитку вчення про будову атома.
2. Розвивальна. Розвиток творчого мислення. Уміння порівнювати, узагальнювати і робити висновки.
3. Виховна. Розвиток пізнавального інтересу до вивчення законів природи, формуванню фізичної картини світу, виховання інформаційної культури.
Тип уроку: комбінований.
Метод: пояснювально-ілюстративний.
«Відшукай всьому початок, і ти багато зрозумієш»
Козьма Прутков
І. Оргмомент. (Про результати к.р., про тему «Атомне ядро. Ядерна енергетика» – 11 уроків, 1 Л.Р. та тематичне тестування). Г
ІІ. Вступне слово.
Наше століття не випадково називається атомним. Всім нам добре знайомі такі поняття, як атомна електростанція, атомні кораблі, атомна бомба, атомна енергія і т.д. Вчення про атоми стало важливою областю фізики. І хоча світ атома ніхто не бачив, але тим не менш, він реальний. Життя ставить перед нами багато питань. Деякі розв’язуються дуже просто, проте над іншими людство б’ється тисячі років. Наприклад, над таким «Як побудований світ. Із чого все складається?». Зараз нас це вже не дивує. Нас не дивує те, що всі тіла складаються з дрібних частинок. Але так було на завжди. І от сьогодні протягом уроку ми познайомимося з відповідями на ці питання. Як сказав колись Козьма Прутков «Відшукай всьому початок, і ти багато зрозумієш»
Отже, наша мета: познайомитися з основними етапами розвитку вчення про будову атома; при цьому розвивати творче мислення, уміння порівнювати, узагальнювати та робити висновки, а також виховувати інформаційну культуру.
Починаємо.
ІІІ. Вивчення нового матеріалу.
– Запишіть, будь ласка, число і тему уроку «Модель атома. Дослід Резерфорда».
Я знаю, що деякі знання про атом у вас вже є. Протягом однієї хвилини напишіть на аркушах оповідання «Все про нього…» (про атом).
– Яскравий слід у вивченні будови атома залишили такі вчені, Джозеф Джон Томсон, Ернест Резерфорд та Джеймс Чедвік (їхні світлини на дошці).
(Виступ учня із завчасно підготовленим повідомленням)
– Все ж таки першим, хто висловив думку про атомістичну будову речовини, був давньогрецький філософ Демокрит. На таку думку його наштовхнули прості спостереження: пісок, що здалека здається суцільною речовиною, складається із окремих піщинок, вода дробиться на бризки, людство складається із окремих людей. Він вважав, що властивості тієї чи іншої речовини визначаються формою та масою його атомів. Наприклад, у вогню атоми гострі, тому він здатний обпалювати, у твердих тіл вони шорсткі, тому міцно зчіплюються один з одним; у води – гладкі, тому вода здатна текти. Навіть душа людини, згідно Демокриту, складається з атомів. Але ж, розмірковуючи, Демокрит дійшов висновку, що існує межа поділу будь-якого тіла і останню неподільну частку він назвав атомом.
– Так, на своєму шляху теорія атома зустрічала багато перешкод і остаточно затвердилася у 19 столітті. Відкриття Анрі Беккерелем явища радіоактивності довело складну будову атома.
Будь-яка ідея має свого автора. Частіше за все це надзвичайно допитливі та безмежно знаттєлюбні люди, які настирливо шукають собі проблеми. Зараз і ви пройдете такий етап – етап автора ідеї. Ви отримаєте текст з описом моделі будови атома за Томсоном, Резерфордом та Чедвіком. Спочатку уважно читаєте, а потім робите зображення моделі на аркушах паперу і розказуєте іншим.

Джозеф Джон Томсон (18.12.1856-30.08.1940) – англійський фізик, член Лондонського королівського товариства. У 1897 році експериментально довів існування електрона, дрібну частинку, яка у 2000 разів менша за атом. Визначив її масу і заряд. У 1903-1904 роках висунув гіпотезу про те, що атом являє собою позитивно («+») заряджену сферу, всередині якої знаходяться електрони («–»). Вчені назвали цю модель «пудинг з родзинками» («пирог с изюмом»)
Ернест Резерфорд (30.08.1871-18.11.1937) – англійський фізик, основоположник ядерної фізики, член Лондонського королівського товариства. У 1911 році експериментально обґрунтував ядерну модель атома: в центрі знаходиться позитивне ядро, а навколо обертаються негативні електрони. Ця модель носить назву «планетарна модель атома».
Джеймс Чедвік (20.10.1891-24.07.1974) – англійський фізик-експериментатор, член Лондонського королівського товариства. У 1920 році підтвердив теорію атома Резерфорда і зробив висновок про те, що заряд ядра атома дорівнює порядковому номеру елемента в таблиці Менделєєва. У 1932 році виявив частинки, які відрізняються від протонів електричними властивостями, але дуже близькі до них за масою та розмірами. Він назвав ці частинки нейтронами. А також довів, що ядра атомів теж подільні! Вони складаються із протонів і нейтронів, які зв’язані між собою потужною ядерною взаємодією, а їхня кількість у різних елементів – різна.

(Першими виступають учні з розповіддю про модель Томсона)
Учитель: – Модель атома Томсона була умоглядною. ЇЇ можна було підтвердити або спростувати тільки за допомогою експерименту. Таким експериментом, який вніс вирішальний вклад у створення сучасної теорії будови атома, став дослід Резерфорда, проведеним ним у 1911 році. Дивимося анімацію досліду на ПК.
(Можна, щоб дехто з учнів переказав дослід)
(Вчитель може додати інформацію: (– «Вони» поверталися рідко, у середньому одна частина з восьми тисяч. Відбивання від мішені означало, що частинка зустріла на шляху гідну перешкоду – масивну і позитивно заряджену, тільки така може із силою відштовхнути від себе прилитівшу гостю. Рідкість події говорила про вкрай малі розміри цієї перешкоди. І тому на неї потрапляли лише деякі частинки. Переважна ж більшість пролітає на віддалі від перешкоди і розсіюється на малі кути.) Можна навести такі дані, або щоб учні самі це підрахували: (В твердій речовині атоми дуже щільно упаковані, а відстань між їхніми центрами становить величину порядку 2,5*10-10 м, розрахуємо, скільки шарів атомів по товщині містить золота фольга товщиною 0,4 мкм. (1600 шарів). Що до порівняння мас електрона і α-частинки: α-частинка у 7350 разів важча за електрон.)
– Отже, Резерфорд дійшов висновку, що отриманий в експерименті розподіл α-частинок можливий тільки в тому випадку, якщо всередині атома є надзвичайно сильне електричне поле, яке створюється позитивним зарядом з великою масою і сконцентроване у дуже малому об’ємі. Вчений вирішив, що атом влаштований на зразок планетної системи. Мале за розміром позитивне ядро, в якому сконцентрована майже вся маса атома, знаходиться у центрі, а навколо ядра рухаються негативні електрони.
– Подивимося на модель атома Резерфорда, яку підготували учні із групи…
(Учні представляють цю модель).
– Запишемо в зошити:
1. Атом має позитивно заряджене ядро, розміри якого малі в порівнянні з розмірами самого ядра.
2. В ядрі сконцентрована майже вся маса атома.
3. Негативний заряд всіх електронів розподілений по всьому об’єму атома.
– Тепер подивимося на модель атома Чедвіка.
– Це і є сучасна модель атома. Але вона носить назву «модель атома Резерфорда» або «просто планетарна модель атома». Дописуємо в зошитах.
4. До складу ядра входять дві різні частинки – протони і нейтрони.
ІV. Закріплення нового матеріалу
1) Підведемо підсумок за допомогою слів, які ви бачите на дошці:
Хто?
Коли?
Як?
Яка?
З чого?

2) Знайдіть помилки у наступному тексті.
«Французький фізик Е. Резерфорд, провівши дослідження будови атомів, зробив висновки, що кожен атом складається з електронів, які знаходяться в його центрі, протонів, що рухаються навколо електронів, і нейтронів, що розташовуються зовні атома. Оскільки заряджені частинки зосереджені всередині атома, а на його поверхні розташовані частинки, які не мають заряду, атом в цілому нейтральний».
3) Виконання тестового завдання
1. Сучасна модель структури атома обумовлена дослідами
А) розсіювання α-частинок;
Б) стискання рідини;
В) електризації;
Г) теплового розширення.
2. Який заряд має α-частинка:
А) негативний;
Б) не має заряду;
В) позитивний.
3. За допомогою дослідів Резерфорд встановив:
А) позитивний заряд розподілений рівномірно по усьому об’єму атома;
Б) позитивний заряд зосереджений в центрі атома і має малий об'єм;
В) в состав атома входять електрони;
Г) атом не має внутрішньої структури.
4. За сучасними уявленнями атом – це…
А) маленька копія молекули речовини;
Б) дрібна частинка молекули речовини;
В) однорідна позитивна куля із вкрапленнями електронів;
Г) позитивно заряджене ядро, навколо якого рухаються електрони.
5. До складу ядра атома входять такі частинки:
А) протони;
Б) протони і електрони;
В) електрони і нейтрони;
Г) протони і нейтрони.
– Перевіримо.
(1–А); 2–В); 3-Б); 4-Г); 5-Г). Тут же оцінюємо.
– А тепер подивіться у свої листи-оповідання. Скажіть, чи є у вас приріст знань?
Ну що ж, повернімося до епіграфу уроку: «Відшукай всьому початок, і багато чого зрозумієш». Я думаю, що на сьогоднішньому уроці «початок» ми відшукали. А багато чого зрозуміти нам належить на наших наступних уроках.
V. Зараз я хочу подякувати всім за співпрацю. Оцінки ви вже знаєте, я додаю бали учням… за…
Запишіть, будь-ласка, домашнє завдання. Опрацювати матеріал підручника §___ та вивчити за конспектом основні тези; скласти сінквейн або кластер (схема за допомогою ключових слів), або асоціативний кущ.

Якщо є вільний час

Резерфорд так описував свої результати: «Я повинен зізнатися по секрету, що не вірив, що таке можливо. Це було майже настільки неправдоподібно, як те, наприклад, що ви зробили постріл по клаптику газети 15-тидюймовим снарядом, а він повернувся б назад і влучив у вас».
На хвилі відкриття будови атома поет Валерій Брюсов у 1922 році написав вірш «Мир электрона», у якому провів аналогію між будовою атома та Сонячної системи.
(Учні читають вірш.)
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.

Их мудрецы, свой мир бескрайний
Поставив центром бытия,
Спешат проникнуть в искры тайны
И умствуют, как ныне я.

А в миг, когда из разрушенья
Творятся точки новых сил,
Кричат, в мечтах самовнушенья,
Что Бог свой светоч загасил!

Кілька фраз про Резерфорда.
…За сімейною легендою, одержавши довгоочікувану телеграму з Англії, яка сповіщала юного вченого про те, що йому присуджено стипендію для навчання в Кембриджі, у себе вдома, в Новій Зеландії, на городі, відкинув лопату й викликнув: «Це остання в житті картопля, яку я викопав!»
…Одного разу під час лекції, заплутавшись у математичних викладках, поклав крейду й спокійно вимовив: «Якщо зробити все правильно, то вийде так, як я сказав».
…На черговий комплімент на свою адресу: «Ви завжди на гребені хвилі!» - відгукнувся: «А хіба не я піднімаю цю хвилю?»

Класи: 9 клас

Предмети: Фізика