План-конспект урока "Опыты Резерфорда. Планетарная модель"

Учебное занятие по физике для 9 класса

на тему «Планетарная модель атома. Опыт Резерфорда»

Тип урока: урок изучения нового материала.

Цель урока: изучить строение атома; рассмотреть фундаментальный опыт Резерфорда.

Задачи:

• образовательные: - познакомить учащихся с гипотезой Томсона и фундаментальным опытом Резерфорда;

• метапредметные: - продолжить формирование: умения анализировать, обобщать, составлять конспекты, выделять главные мысли; умения работать в группе;      способствовать развитию речи, мышления учащихся, умений объяснять явления с научной точки зрения;

• личностные: - продолжить формирование основ диалектико-материалистического мировоззрения учащихся (представлений о познаваемости мира) ,создать личностную ситуацию успеха, вести коллективный поиск по сбору материала о истории открытия сложности строения атома, создать условия для развития у школьников умения структурировать информацию; способствовать формированию интереса к предмету, воспитанию коммуникативных качеств учащихся.

Оборудование: нетбуки (12 – на каждую группу из расчета на 3-4 человек -два нетбука), компьютер, проектор, набор « Опыт Резерфорда», презентация по теме, раздаточный материал, анимация со звуком «Опыт Резерфорда», видеоролик « Планетарная модель строения атома»

Ход урока.

 Структура и ход  урока

Этапы урока:

Организационный момент.

Встали все у своих парт. Проверьте, все ли готово к уроку (дневники, тетради, ручки, карандаши и линейки). Здравствуйте, садитесь.

Меня зовут Юлия Владимировна и я проведу сегодня урок физики. Я пришла с этим замечательным произведением кулинарного искусства (показываю кекс с изюмом или пудинг круглой формы). В конце урока я попрошу вас объяснить, какое отношение к нашему уроку физики имеет кекс с изюмом, а сейчас мы откладываем его в сторону.

Актуализация знаний:

На первых уроках физики вы узнали, что окружающий мир состоит из материи, которая может существовать в двух формах: в виде вещества и в виде поля. Вещество состоит из молекул, а молекулы – из атомов. Выстраивается следующая цепочка. ( слайд1)

А что поставить в конце цепочки? Может точку?

О том, что вещество состоит из частиц, знали давно. Около 420 г. до н.э. греческий учёный, философ Демокрит поддержал гипотезу о том, что материя состоит из крошечных неделимых частиц. По-гречески atomos означает «неделимый», поэтому эти частицы назвали атомами.

В России идею о мельчайших частицах вещества развивал Михаил Васильевич Ломоносов. Различая два вида частиц материи, он дает им названия “элементы” (равные понятию “атом”) и “корпускулы” (равные понятию “молекула”). (Слайд 2) По Ломоносову, “элемент есть часть тела, не состоящая из каких-либо других меньших частиц”, а “корпускула есть собрание элементов в одну небольшую массу. Но ставить точку рано. Открытие электрона, электрический ток, явление радиоактивности (слайд 3) указывало на сложное строение атома. Сегодня на уроке мы изучаем тему « Модели атомов и опыт Резерфорда». ( слайд 4 – запись темы урока и домашнее задание.)

План урока (слайд 5)

1.Первая модель сложного атома

2. Идея Резерфорда по проверке первой модели атома.

3. Установка Резерфорда.

4. Результаты опыта Резерфорда

5. Выводы.

6. Модель атома Резерфорда

Поднимите карточки, которые лежат на ваших столах. На карточках номера групп. В группе 3-4 человека и два нетбука. На рабочем столе нетбуков находятся папки - «Теория», «Ученик» с указанием № нетбука и папка «Сеть». Открываем папку «Теория». Там вопрос, на который кратко должна ответить группа, изучив теорию. Время работы - 5 минут. Через пять минут обработанный текстовый документ вы переносите в папку «Ученик». ( Если не будет нетбуков, то раздаются на каждую группу два одинаковых текста и по окончанию времени один представитель группы зачитывает ответ, который просто исправлен на бумажном носителе). Двух представителей третьей группы мы сразу отправляем в лабораторию Резерфорда для построения установки (третья группа - два ученика - работают у магнитной доски) Время пошло (учитель проходит по рядам и оказывает помощь).

Время вышло. Откройте папку «Сеть». Слово группе №1. Назовите вашего нетбука. Все в сети входят на № этого нетбука и открывают исправленный документ группы №1

Представители групп выступают (по одному от группы с вручением цветной карточки: красная - отлично, желтая-хорошо, синяя- удовлетворительно)

Группа № 1

Текст: С достоверностью было установлено, что в состав каждого атома входят электроны. Вместе с тем было установлено, что атом в целом электрически нейтрален. Отсюда следовало, что отрицательный заряд электронов в атоме должен компенсироваться суммарным положительным зарядом каких-то других частиц, входящих в состав атома. Первая достаточно разработанная модель атома была предложена Томсоном. (слайд 8) Историческая справка (Томсон Джозеф Джон. Лауреат Нобелевской премии за открытие электрона, предложил одну из первых атомных моделей, исследовал катодные и рентгеновские лучи, изучал прохождение электрического тока через разряженные газы, разработал принцип действия масс-спектрометра.)

Согласно этой модели вещество в атоме несет положительный заряд и равномерно заполняет весь объем атома. Электроны “вкраплены” в атом, словно изюм в булку. Суммарный заряд электронов равен положительному заряду атома. Поэтому атом в целом электрически нейтрален ”. (слайд 9)

Слово группе №2 № нетбука. Войти всем на нетбук №…

Группа №2

Вопрос «Идеи Резерфорда по проверке модели атома Томсона»

Историческая справка (слайд 10) Эрнест Резерфорд Лауреат Нобелевской премии по химии за исследования по превращению элементов и химии радиоактивных веществ. Установил строение атома, доказал существование в нем ядра, первым осуществил искусственное превращение ядер, открыл протон.

Резерфорд предложил своим ученикам проверить правильность модели атома Томсона, пропуская через атомы альфа–частицы.

• Альфа-частицы возникают при распаде радия.

• Масса альфа-частицы в 8000 раз больше массы электрона.

• Электрический заряд альфа-частицы в 2 раза больше заряда электрона.

• Скорость альфа-частицы около 15 000 км/с. (слайд 11)

Если модель атома Томсона соответствует действительности, то, пропуская через очень тонкую металлическую фольгу узкий пучок быстрых альфа-частиц, экспериментаторы не должны обнаружить сколь-либо заметного отклонения этих частиц.

Группа №3

Вопрос «Установка для проведения опыта Резерфорда»( модель на магнитной доске)

Ответ: α-частицы, испускаемые радиоактивным веществом, двигались в вакууме и, проходя через фольгу (толщиной около 1 мкм), падали на люминесцентный экран . Удар каждой α-частицы об экран вызывал кратковременную вспышку – сцинтилляцию, наблюдаемую в микроскоп.

Группа 4.№ нетбука. Войти всем на этот нетбук

Вопрос «Результаты опыта»

В ходе проведения эксперимента были получены следующие результаты:

1.Большинство альфа-частиц проходили сквозь пластинку, не отклоняясь.

2.Некоторые частицы отклонялись на небольшие углы

3.Есть небольшое количество альфа-частиц, которые отклоняются на угол больше 90°.

Учитель: Третий результат противоречил модели атома Томсона. Сам Резерфорд так образно описал этот результат (слайд12) «Это было почти также невероятно, как если бы вы выстрелили 15-дюймовым снарядом в лист папиросной бумаги, а снаряд вернулся бы назад и попал в вас»

Группа №5 .№ нетбука. Войти всем на этот нетбук

Вопрос «Выводы из результатов опыта Резерфорда».

1.Атом не является сплошным, в нем есть пустоты.

2. Незначительное отклонение альфа частиц можно объяснить взаимодействием с электронами, которые по массе малы и не могут значительно отклонить массивную альфа-частицу.

3.Оклонение альфа-частиц на угол больше 90 возможно только в том случае, если внутри атома имеется сильное электрическое поле. Это поле создается сконцентрированным в малом объеме положительным зарядом. (слайд 13)

Учитель:

Резерфорд рассчитал диаметр сконцентрированного положительного заряда, который он назвал ядром. Диаметр ядра оказался примерно 10^-14 -10^-15 м (для сравнения - диаметр атома порядка 10^-10 м) Получается, что диаметр атома в 10 000 раз больше диаметра ядра. В атоме много пустого пространства!

Группа №6. № нетбука. Войти всем на этот нетбук

Вопрос « Как устроен атом Резерфорда и как называется эта модель атома?»

Атом состоит из ядра и оболочки. Ядро находится в центре атома, заряд ядра положительный. На оболочке находятся электроны, которые движутся под действием силы электрического взаимодействия. Атом электрически нейтрален, потому что общий отрицательный заряд электронов равен положительному заряду ядра .Масса электронов мала по сравнению с массой ядра, поэтому можно считать, что вся масса атома сосредоточена в ядре..Это модель имеет название ядерная модель атома или планетарная модель, потому что напоминает строение нашей Солнечной системы. (слайд 14 ) смотрим ролик (по времени!)

Таким образом, в результате опытов по рассеянию альфа-частиц была доказана несостоятельность модели атома Томсона, выдвинута ядерная модель строения атома и определен порядок диаметров атомных ядер. (слайд 15)

Учитель: мы выслушали все группы. Давайте оформим опорный конспект по уроку.

Наш первый вопрос: 1. Модель атома Томсона (запись на доске). Делаем рисунок в тетради и рядом пишем название, которое напомнит вам строение атома Томсона. Какое образное название (беру в руки кекс с изюмом) можно подобрать для модели Томсона? Правильно – «Кекс с изюмом»

В торой вопрос. Установка Резерфорда. Делаем схематичный рисунок.

сосуд с радиоактивным поток фольга экран

веществом альфа-частиц

Смотрим ролик-анимацию

Учитель: поскольку диаметр ядра много меньше диаметра атома, то большинство альфа-частиц проходит сквозь атом на таких расстояниях, где сила отталкивания электронов ядром слишком мала, чтобы существенно изменить траекторию движения альфа-частиц. Эти частицы пролетают, не отклоняясь. Те частицы, которые пролетают ближе к ядру, отклоняются на небольшие углы, и лишь немногие альфа-частицы приближаются к центру ядра и именно эти частицы отталкиваются на большие углы. Записываем в опорный конспект:

Результаты опыта и выводы

• Большинство α- частиц не отклоняется = в атоме много пустого пространств.

• Немногие α- частицы отклоняется незначительно = они пролетают недалеко от ядра и отталкиваются незначительно

• Несколько частиц отклоняются на угол больше 90 = они налетают на ядро и сильно отталкиваются

5. вопрос Планетарная модель строения атома

Делаем рисунок, надписи (ядро, оболочка), диаметр ядра и атома.

Мы славно поработали и нам осталось лишь разгадать зашифрованное слово. Переверните листы на ваших столах, на которых написано «Вопрос». Прочитайте вопрос и назовите букву правильного на ваш взгляд ответа.

На доске таблица с семью клетками

Вопрос 1 группы

Вопрос группе №2

Вопрос группе №5

Вопрос группе №6

Молодцы! На этом наш урок окончен. Спасибо за внимание

(если есть время, то объясняю про стикеры)