Урок по теме:"Строение атома", 8 кл
план-конспект урока по физике (8 класс)

III.        Изучение нового материала

План изложения нового материала:

1. Модели атома, существовавшие до начала XIX в.
2. Опыты Резерфорда.
3. Ядерная модель атома Резерфорда.(Слайды 1-3).

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 прав Дж. Дж. Томсон: атом - равномерно положительно заряженный шар диаметром 10-8 см, внутри которого плавают отрицательные электроны, размеры которых 10-11 см. Сам Томсон относился к своей модели без энтузиазма.(Слайды 4 - 6).

Джон Стоней еще в 1891 г. предполагал, что электроны движутся вокруг атома, подобно спутникам планет. Японский физик Хантаро Насаока в 1903 г. говорил, что атом представляет своего рода сложную астрономическую систему, подобно кольцу Сатурна.(Слайд 7).

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.(Слайд 8).

2.        Опыты Резерфорда. Английский физик Эрнест Резерфорд, исследуя излучение радиоактивных веществ, особое внимание уделил излучению, состоящему из положительно     заряженных     частиц,     называемых  α -частицами. Он установил, что каждая  α-частица, попадая на экран из сернистого цинка, вызывает вспышку света. Испытав рассеяние в золотой фольге, α-частицы ударялись затем в экран и регистрировались с помощью микроскопа.

Согласно предложенной Томсоном модели атома, α-частицы должны были бы свободно проходить сквозь атомы золота и только отдельные α-частицы могли слегка отклоняться в электрическом поле электрона. Поэтому следовало ожидать, что пучок α-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 α-частица из 20 000, падающих на золотую фольгу толщиной всего лишь 4 • 10-5 см, возвращается назад в сторону источника.

Резерфорду понадобилось несколько лет, чтобы окончательно понять столь неожиданное рассеяние α-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.(Слайды 9-11).

3.         Резерфорд предложил ядерную («планетарную») модель атома:

- атомы любого элемента состоят из положительно заряженной части, получившей название ядра;

- в состав ядра входят положительно заряженные элементарные частицы - протоны (позднее было установлено, что и нейтральные нейтроны;.

- вокруг ядра вращаются электроны, образующие так называемую электронную оболочку.(Слайды 12-18).

4.  Строение атома водорода, гелия и лития. (Слайд 19).

Вопросы:

- Чем отличаются друг от друга атомы различных химических элементов?

- Что  является  главной  характеристикой  определенного  химического элемента?

- Какие частицы входят в состав ядра?

Атом, потерявший (или приобретший) один или несколько электронов, уже не является нейтральным, а будет иметь положительный (или отрицательный) заряд. Его называют положительным (или отрицательным) ионом.

Заряд ядра атома qя = Zе, где е - элементарный электрический заряд; Z - порядковый номер элемента в таблице Менделеева, определяет число электронов в атоме. Химические свойства зависят только от зарядового числа.

Ядро состоит из протонов и нейтронов:

где Z- число протонов в ядре, N- число нейтронов; А - массовое число (суммарное число нуклонов в ядре).

1 а.е.м. = 1,66058▪ 10-27кг.(Слайд  20-26).

Для повторения

1. Определите число электронов, протонов и нейтронов в атоме кислорода 8O17.

2. Определите неизвестный продукт X каждой из ядерных реакций:

I вариант

Be10 5 (бериллий) e = p = 5 n = 5

K39 19(калий) e = p = 19 n = 20

Sc44 21(скандий) e = p = 21 n = 23

II вариант

C12 6 (углерод) e = p = 6 n = 6

Cl3517 (хлор) e = p = 17 n = 18

V5023 (ванадий) e = p = 23 n = 27

Дополнительная литература

Эрнест Резерфорд

Эрнест родился 30 августа 1871 г. вблизи г. Нелсон (Новая Зеландия) в семье переселенца из Шотландии. Эрнест был четвертым из 12 детей. Мать работала сельской учительницей. Отец организовал деревообрабатывающее предприятие. Под руководством отца мальчик получил хорошую подготовку для работы в мастерской, что впоследствии помогало ему при конструировании и постройке научной аппаратуры. Окончив школу в Хавелоке, где в это время жила семья, он получил стипендию для продолжения образования в колледже Нелсон, куда поступил в 1887 г. В колледже на него оказали большое влияние его учителя: преподаватели физики, химии и математики.

Его магистерская работа касалась обнаружения высокочастотных волн.

В 1891 г., будучи студентом 2-го курса, Эрнест выступил в кружке с докладом «Эволюция элементов». Название доклада удивило всех слушателей. Он заявил, что все атомы - сложные вещества и построены из одних и тех же составных частей. Большинство участников кружка посчитало доклад лишенным здравого смысла. Но через 12 лет молодой ученый уже имел первые неопровержимые экспериментальные доказательства.

В 1903 г. его избирают членом Лондонского Королевского общества, а в 1907 г. Эрнест возвращается в Англию и занимает должность профессора кафедры физики Манчестерского университета. В университете Резерфорд вместе с Гейгером развернул работы по подсчету 0^-частиц с помощью сцинтилляционного метода. В 1908 г. Резерфорд становится Нобелевским лауреатом за исследование радиоактивных элементов.

С 1925-1930 гг. Эрнест Резерфорд - президент Королевского общества, а в 1931 г. получил титул барона и стал лордом. Школа Резерфорда становится самой большой в Манчестере.

В 1937 г. 19 октября умер Эрнест Резерфорд. Его смерть стала огромной утратой для науки.