Пошук по сайту


Атом І атомне ядро. Дослід Резерфорда. Ядерна модель атома

Атом І атомне ядро. Дослід Резерфорда. Ядерна модель атома

Атом і атомне ядро. Дослід Резерфорда. Ядерна модель атома.

Мета уроку: дати учням уявлення про будову атома; познайомити їх із планетарною моделлю атома Резерфорда; розглянути сучасні теорії будови атомного ядра; розвивати уяву, творче мислення; виховувати працелюбність та наполегливість.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Обладнання: презентація «Дослід Резерфорда», відео сюжет «Будова атома».

Хід уроку.

І. Організаційний момент.

Оголошення теми і мети уроку.

Аналіз контрольної роботи.

ІІ. Актуалізація опорних знань.

Запитання для організації бесіди.

  1. Що визнаєте про будову речовини?

  2. Що називають молекулами?

  3. Що називають атомами?

  4. Що являють собою атоми?

Відкриття складної будови атома - найважливіший етап становлення сучасної фізики, який позначився на ньому її наступному розвитку. У процесі створення теорії будови атома, яка пояснила атомні спектри, відкрито нові закони руху мікрочастинок - закони квантової механіки.

Історія розвитку уявлень про будову атомного ядра.

Усі тіла навколишньої живої й неживої природи складаються з дрібних частинок — атомів: Першими, хто висловив припущення про це, вважаються давньогрецькі філософи Левкіпп і Демокріт. Саме вони назвали атомом дрібну неподільну частинку, що утворює речовину. Вони вважали, що речовини утворюються в результаті зіткнення атомів і появи зв'язків між ними. Ні природу, ні механізм утворення цих зв'язків вони не уточнювали, зате зробили припущення про форму атомів. Вони вважали, що атоми мають форму правильних багатогранників: куба («атоми землі»), тетраедра («атоми вогню»), октаедра («атоми повітря»), ікосаедра («атоми води»).

Більше двадцяти століть знадобилося вченим для того, щоб експериментально підтвердити атомістичну теорію будови речовини. Остаточно ця ідея утвердилася в науці в другій половині дев'ятнадцятого століття. До початку двадцятого століття фізики вже мали досить інформації про масу й розміри атома. На той час стало зрозумілим, що атоми не є дрібними частинками в складі речовини. Вони мають певну внутрішню структуру, розгадка якої дозволила б пояснити періодичність властивостей хімічних елементів. Однак тільки експерименти англійського фізика Ернеста Резерфорда стали основою для створення сучасної протонно-нейтронної моделі атома.

ІІІ. Пояснення нового матеріалу.

Механічні моделі будови атома

Я́дерна фі́зика — розділ фізики, який вивчає структуру і властивості атомних ядер, та механізми ядерних реакцій (в тому числі радіоактивний розпад).

Вивчення будови атома практично почалося в 1897-1898 р., після того як була остаточно встановлена природа катодних променів, як потоку електронів і були визначені величина заряду і маса електрона. Факт виділення електронів найрізноманітнішими речовинами приводив до висновку, що електрони входять до складу всіх атомів. Але атом, як відомо, електрично нейтральний, з цього випливало, що в його сполуку повинна була входити ще одна складова частина, що врівноважувала суму негативних зарядів електронів. Ця позитивно заряджена частина атома була відкрита в 1911 р. Резерфордом при дослідженні руху α-частинок у газах і інших речовинах.

Першим сучасну атомістичну теорію висунув Джон Дальтон. Він допустив, що кожен хімічний елемент складається з атомів, однакових за розмірами та масою. В 1895році Вільгельм Рентген відкрив х-промені (отримав за це відкриття Нобелівську премію), яким потім була дана назва рентгенівського випромінення. А в наступному році Антуан Анрі Беккерель показав, що сіль урану самовільно випромінює непомітне випромінення. Це явище отримало назву радіоактивність. Ці та інші дослідження підготували грунт для відкриття субатомних частинок.

Вивчення атомного ядра невіддільне від вивчення елементарних частинок. Справа в тому, що в ядрах атомів частинок настільки мало, що властивості кожної з них не усереднюються, а відіграють важливу роль у формуванні властивостей ядра. Тому після відкриття електрона в науці виникла безліч теорій про будову атома.

Японський фізик Хантаро Нагаока представив будову атома аналогічною до будови Сонячної системи: у центрі атома розташовується його позитивно заряджена частинка (вона порівнювалася із Сонцем), навколо якої по встановлених кільцеподібних орбітах, ніби планети, рухаються електрони. Зміщення електронів зі своїх орбіт призводить до збудження електромагнітних хвиль.

Цей погляд на будову атома зберігався до початку двадцятого століття. Але таку модель було важко поєднати з електродинамічними уявленнями, і вона була відкинута, поступившись місцем моделі Томсона.

Англійський фізик Джозеф Джон Томсон запропонував модель атома у вигляді позитивно зарядженої по всьому об'єму сфери діаметром 10~10 м, усередину якої, ніби родзинки в пудинг, вкраплені електрони. Позитивний заряд сфери компенсується сумарним негативним зарядом електронів. Випромінювання світла відбувається в результаті коливання атомів відносно центру сфери.

Томсон розташував електрон в атомі Гідрогену в центрі позитивно зарядженої сфери. У багатоелектронних атомах електрони формували в стійкі конфігурації, параметри яких можна було розрахувати. Томсон вважав, що саме конфігурація електронів визначає хімічні властивості атомів. Пізніше ідея Томсона розділити електрони в атомі на групи призвела до появи теорії атомних орбіталей. Однак пізніші відкриття змусили відмовитися від теорії Томсона на користь планетарної моделі атома.

Не відразу вчені дійшли правильного розуміння будови атома. Після перших експериментів можна було робити висновки про складну будову атома і наявність в його структурі електричних зарядів. Ці результати отримано М. Фарадеєм 1833 року під час вивчення законів електролізу. 1897 року Дж. Томсон у результаті експериментів з вивчення електричного розряду в розріджених газах явища фотоефекту відкрив електрон. Він виміряв важливу характеристику цієї частинки - питомий заряд q/m=1,76·10 Кл/кг.

Американський фізик Міллікен 1909 року дуже точно виміряв заряд електрона. Він виявився однаковим у всіх електронів і дорівнює:

e = – 1,6·10 Кл.

Маса електрона є приблизно в 2000 разів меншою за масу одного з найлегших атомів - атома водню - і дорівнює m = 9,1·10 кг. Виходячи з цих даних, Томсон запропонував модель атома, згідно якою атом є зарядженою кулею радіусом R = 10см, всередині якої знаходяться електрони. Більш складні атоми в додатно зарядженій кулі мають декілька електронів. Таким чином, атом подібний пиріжка, роль родзинок при цьому відіграють електрони.

Однак модель атома Томсона виявилась повністю відмінною від моделі, яку запропонував Резерфорд у результаті своїх досліджень. Резерфорд 1906 року запропонував модель, згідно з якою будова атома дуже схожа на будову сонячної системи. Щоб перевірити правильність своєї теорії, він провів низку дослідів, які називають дослідами Резерфорда (рис. 7.7). Він зондував атоми золота швидкорухомими ядрами гелію (α-частинками).



Навпроти отвору в свинцевому контейнері на екрані, покритому ZnSO, можна було помітити світлову пляму. Резерфорд помістив на шляху рухомих ядер тонку золоту пластинку (фольгу), і помітив, що лише незначна частина ядер відхиляється на значні кути і дуже мало ядер відбивались назад. Узагальнивши результати дослідів, Резерфорд зробив висновки:

  • в цілому атом порожній. Майже вся його маса сконцентрована в ядрі діаметром d ~ 10 м. Ядро становить 99.95% від маси атома.

  • ядро несе в собі заряд q+, величина якого за модулем дорівнює заряду електрона, помноженому на порядковий номер цього елемента в таблиці Менделєєва.

  • оскільки атом електрично нейтральний, то позитивний заряд ядра компенсує заряд електронів, які мають рухатись навколо ядра, подібно до планет навколо Сонця. Кількість електронів дорівнює порядковому номеру елемента в таблиці Менделєєва. Таку модель атома Резерфорд назвав планетарною моделлю атома.

Ізотопи — нукліди одного і того самого хімічного елементу, які мають різну атомну масу.

Ізотопи позначають тими самими символами, що і хімічний елемент, додаючи зверху з лівого боку символу число, що показує масу даного ізотопу, виражену у вуглецевих одиницях, наприклад, ізотопи хлору позначають: Cl і Cl, чи масове число слідує за назвою чи символом елементу, наприклад: уран-233 чи Pu-239.

Ізотопи даного хімічного елементу мають однаковий заряд атомного ядра, тобто один порядковий номер, і займають те ж саме місце в періодичній системі, мають однакову кількість протонів в ядрі атома, але відрізняються один від одного кількістю нейтронів.

ІV. Закріплення нового матеріалу.

Фізичний диктант.

  1. Хто запропонував першу модель атома? (Дж. Томсон)

  2. Що являє собою перша модель атома? (Позитивно заряджена куля, у якій розташовані електрони)

  3. Хто досліджував структуру атома? (Резерфорд)

  4. Якими частинками бомбардувалася золота фольга в досліді Резерфорда? (α-частинками)

  5. Як відхилялася більшість частинок, коли проходили крізь фольгу? (Більшість частинок не відхилялася)

  6. Чи відхилялися які-небудь частинки на кут більше 90º, пройшовши крізь шар речовини? (Відхилялися, але їх було дуже мало)

  7. Якою частинкою може бути відкинута назад α-частинка? (Позитивно зарядженою частинкою великої маси)

  8. Який заряд має α-частинка? (Позитивний)

  9. Чому приблизно дорівнює маса α-частинки? (8000 мас електрона)

  10. Із чого складаються молекули? (З атомів)

  11. Який знак має заряд ядра? (Позитивний)

  12. Які частинки рухаються навколо ядра? (Електрони)

Домашнє завдання: §31, Впр. 28 №1 - 5





поділитися в соціальних мережах



Схожі:

Історія вивчення атома. Ядерна модель атома. Квантові постулати Н. Бора. 11 клас. Мета уроку
Мета уроку: дати учням уявлення про будову атома; познайомити їх із планетарною моделлю атома Резерфорда; розглянути сучасні теорії...

Сучасна модель атома
Резерфорда Бора. Але створенню цієї моделі передували спроби побудувати модель атома на основі уявлень класичної електродинаміки...

Конспект уроку 83 Тема: Будова атома. Модель атома Е. Резерфорда
Мета: вивчити будову атома, склад атомних ядер; протонне та нуклонне числа, нуклід; ізотопи

Реферат з концепції сучасного природознавства на тему: Сучасна модель атома
Резерфорда Бора. Але створенню цієї моделі передували спроби побудувати модель атома на основі уявлень класичної електродинаміки...

Модель атома Резерфорда І Бора
Воду, Вогонь, Повітря І землю. Властивості тіл залежать від кількості співвідношення цих стихій в кожному з них. Цей погляд на будову...

Реферат з концепції сучасного природознавства на тему: Модель атома Резерфорда І Бора
Воду, Вогонь, Повітря І землю. Властивості тіл залежать від кількості співвідношення цих стихій в кожному з них. Цей погляд на будову...

Класичні уявлення про будову атома. 11 клас. Мета уроку
Мета уроку: дати учням уявлення про будову атома; познайомити їх із планетарною моделлю атома Резерфорда; розглянути сучасні теорії...

І. у завданнях 1 – 10 необхідно вибрати одну правильну відповідь. Оцінюється в 1бал
Якщо атом приєднує електрон, він перетворюється на: а)інший атом; б)позитивно заряджений йон; в) ізотоп (нуклід); г) негативно заряджений...

Конспект уроку 11. Тема: Зв’язок електронної будови атома з місцем...
Мета: зробити висновок про зв’язок електронної будови атома з місцем елемента в періодичній

Внесено та
...



База даних захищена авторським правом © 2017
звернутися до адміністрації

h.lekciya.com.ua
Головна сторінка