Поурочные разработки по Физике 8 класс к УМК А.В. Перышкина - 2017 год Делимость электрического заряда. Электрон. Строение атомов - ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Поурочные разработки по Физике 8 класс к УМК А.В. Перышкина - 2017 год

Делимость электрического заряда. Электрон. Строение атомов - ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Тип урока: урок общеметодологической направленности.

Используемые технологии: здоровьесбережения, информационно-коммуникационные, развития исследовательских навыков, групповые.

Цели: дать представление о дискретности электрического заряда, электроне как частице с наименьшим зарядом; познакомить учащихся со строением атомов.

Формируемые УУД: предметные: научиться доказывать дискретность электрического заряда, опираясь на результаты опытов А.Ф. Иоффе и Р. Милликена; объяснять принципиальное строение атомов веществ; метапредметные: слушать, вступать в диалог, участвовать в коллективном обсуждении проблемы; формировать целеполагание и прогнозирование; самостоятельно выделять познавательную цель, устанавливать причинно-следственные связи; личностные: формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики.

Приборы и материалы: электрометры, металлическая проволока с непроводящим держателем, стеклянные и эбонитовые палочки, шелк, сукно, электронное приложение к учебнику.

Ход урока

I. Организационный этап

(Учитель и ученики приветствуют друг друга, выявляются отсутствующие.)

II. Актуализация знаний. Проверка домашнего задания

(Учитель проводит опрос-беседу по вопросам и заданиям учебника. Ученики выполняют дифференцированную самостоятельную работу.)

Уровень 1

1. Как взаимодействуют между собой тела, имеющие разноименные заряды? Приведите примеры.

2. Как взаимодействуют между собой две стеклянные палочки, натертые шелком?

Уровень 2

1. Что можно сказать о зарядах шариков, изображенных на рисунке 7?

2. Что можно сказать о зарядах шарика и палочки, изображенных на рисунке 8?

Уровень 3

1. Можно ли при электризации трением зарядить только одно из соприкасающихся тел? Ответ обоснуйте.

2. Отрицательно заряженное тело притягивает подвешенный на нити шарик, а положительно заряженное тело — отталкивает. Можно ли утверждать, что шарик заряжен? Если да, то каков знак заряда?

Уровень 4

1. Как с помощью отрицательно заряженного металлического шарика зарядить положительно другой такой же шарик, не изменяя заряда первого?

2. Можно ли, имея два металлических шарика, из которых лишь один заряжен, сообщить полому металлическому цилиндру заряд больший, чем заряд на шарике?

III. Изучение нового материала

Для введения представления об электроне необходимо показать делимость и дискретность электрического заряда на опыте.

(Учитель проводит демонстрацию опыта.)

Демонстрация. Разделение заряда с помощью проволоки. Если заряженный, например, с помощью эбонитовой палочки, потертой о шерсть, электрометр соединить проволокой с другим таким же, но незаряженным электрометром, то показания второго увеличатся, а первого уменьшатся вдвое. Этот опыт можно повторять, разделяя заряды в 4, 8 раз и т. д.

(Учитель в процессе демонстрации опытов задает вопросы.)

— Как долго можно так перезаряжать электрометры или другие заряженные тела?

— Существует ли предел деления заряда?

Дискретность электрического заряда была доказана опытами Иоффе и Милликена. Абрам Федорович Иоффе, изучая действие электрического поля на мельчайшие заряженные пылинки цинка, которые можно было наблюдать только в микроскоп, установил очень важную закономерность: заряд пылинок изменялся только в целое число раз (в 2, 3, 4 и т. д.) от какого-то наименьшего его значения. Этот результат можно объяснить только так: к пылинке цинка присоединяется или от нее отделяется только наименьший заряд (или целое число таких зарядов). Был сделан вывод о существовании в природе частицы, имеющей наименьший заряд, который более не делился. Эту частицу назвали электроном. Электрон обладает массой и энергией. Масса электрона составляет 9,1 ∙ 10^-31 кг. Электрический заряд — физическая величина. Ее обозначают буквой q. За единицу электрического заряда принят кулон (1 Кл). Значение заряда электрона определил американский ученый Роберт Эндрюс Милликен. Он установил, что электрон имеет отрицательный заряд, равный —1,6 ∙ 10^-19 Кл.

Таким образом, было установлено, что в состав атомов любого вещества входят отрицательно заряженные частицы, но сами атомы нейтральны. Как это можно объяснить? В начале XX в. в физике бытовали самые разные и часто фантастические представления о строении атома. Но большинство физиков склонялись к мысли, что прав Джозеф Джон Томсон: атом — равномерно положительно заряженный шар диаметром 10^-8 см, внутри которого плавают отрицательные электроны, размеры которых 10^-11 см.

В 1909 г. Эрнест Резерфорд предложил ядерную (“планетарную”) модель атома, которая была подтверждена проведенными в его лаборатории опытами: атомы любого элемента состоят из положительно заряженной части, получившей название ядра (в состав ядра входят положительно заряженные элементарные частицы протоны и нейтральные нейтроны); вокруг ядра вращаются электроны, образующие так называемую электронную оболочку. При этом сумма положительных и отрицательных зарядов в атоме равна 0, т. е. количество протонов равно количеству электронов и атомы электрически нейтральны. Необходимо отметить, что 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.

(Учитель демонстрирует учащимся анимационный ролик 62 “Строение атома” из электронного приложения к учебнику.)

IV. Закрепление изученного материала

(Ученики отвечают на вопросы.)

— Как на опыте показать, что электрический заряд делится на части?

— Электроскопу сообщили заряд, равный —1,6 ∙ 10^-19 Кл. Какому числу электронов соответствует этот заряд?

— Две легкие одноименные заряженные гильзы из фольги подвешены на шелковых нитках одинаковой длины в одной точке. Что произойдет, если коснуться одной из гильз рукой?

— Чем отличаются друг от друга атомы различных химических элементов?

— Что является главной характеристикой определенного химического элемента?

— Какие частицы входят в состав ядра?

(Ученики выполняют тренировочное задание № 64 из электронного приложения к учебнику.)

V. Рефлексия

(Ученики оценивают свою работу на уроке и качество усвоения материала, продолжив фразы.)

1. Мне больше всего удалось...

2. Для меня было открытием, что...

3. Сегодня я научился...

4. Мне было трудно...

5. Мне было интересно...

6. Я почувствовал, что...

7. Я понял, что...

8. Своей работой на уроке я доволен (не доволен), потому что...

Домашнее задание

1. § 28, 29 учебника, вопросы к параграфам.

2. Выполнить упр. 20 на с. 86 учебника.

3. Сборник задач В.И. Лукашика, Е.В. Ивановой: № 1209, 1215, 1216.

Дополнительный материал

Роберт Эндрюс Милликен (1868—1953)

Предложение заняться преподаванием физики в подготовительной школе Огайо застало Милликена врасплох. С одной стороны, дополнительный заработок казался совсем не лишним, а с другой — его знания в области физики были весьма скудными. Тем не менее предложение было принято, и с 1891 по 1893 г. Милликен преподавал физику, восполняя пробелы в своих знаниях по учебникам.

Абердинский колледж присудил ему за этот курс степень магистра, а конспекты занятий, посланные руководством в Королевский колледж, принесли Милликену стипендию, благодаря чему Роберт смог продолжить образование.

Одно лето он провел в Чикагском университете у Альберта Майкель- сона, тонкого знатока физического эксперимента. После этого Милликен окончательно решил стать физиком.

После защиты диссертации на соискание ученой степени доктора философии по физике Милликен отправился в Европу. После поездки в Америку Роберт стал работать ассистентом Майкельсона в Чикагском университете. Именно тогда он создал первые американские учебники физики для средних школ и колледжей. Вскоре Милликена захватила интереснейшая, но необычайно трудная задача по определению заряда электрона, открытого в 1897 г. английским физиком Джозефом Джоном Томсоном, который сумел найти только отношение заряда этой частицы к ее массе.

Построив мощную батарею для создания сильного электрического поля, Милликен разработал метод “заряженной капли”. Ему удалось “подвесить” между обмотками конденсатора несколько капель масла и удержать их в течение 45 с до полного испарения. В 1909 г. Милликен установил, что заряд капли равен одной и той же величине — заряду электрона.

За свои заслуги Милликен был удостоен Нобелевской премии.

Абрам Федорович Иоффе (1880—1960)

Трудно представить какого-либо ученого, который сыграл бы в организации отечественной науки роль более значительную, чем академик Иоффе. Он создал школу, соизмеримую с теми, которые в разные годы были созданы Нильсом Бором и Эрнестом Резерфордом. Им было воспитано несколько поколений российских физиков XX в., среди которых такие светила, как П. Капица, И. Семенов, И. Курчатов, А. Александров, вполне обоснованно его называли в официальных публикациях “отцом советской физики”.

Абрам Федорович родился 29 октября 1880 г. в городе Ромны Полтавской губернии. В 1897 г., закончив Роменское реальное училище, он поступает в Санкт-Петербургский технологический институт. Получив диплом инженера-технолога, юноша решает продолжить образование ив 1901 г. отправляется для приобретения опыта в постановке экспериментов к Вильгельму Рентгену в Мюнхен.

Лаборатория Рентгена поразила его. Эксперименты, которые он там проводит, успешны, а результаты настолько впечатляющи, что Абрам Иоффе задерживается в Мюнхене до 1908 г., хотя первоначально планировал стажироваться в течение одного года. Средства к существованию дает ему работа ассистента на кафедре физики.

По возвращении на родину Абрам Иоффе начинает свой трудовой путь старшим лаборантом в Санкт-Петербургском политехническом институте. В течение девяти лет защищает сначала магистерскую, а затем и докторскую диссертацию.

В 1913—1915 гг. молодой исследователь избирается профессором физики. Параллельно с преподавательской работой в Политехническом институте периодически читает лекции- по физике в Горном институте. Одновременно он ведет научную работу. Именно под его руководством создается знаменитый Физико-технологический институт. Большая часть российских физиков XX в., оставивших след в этой науке, — прямо или косвенно ученики Иоффе или ученики его учеников.

Благодаря своей необычайной общительности и открытости Абрам Федорович находился в приятельских отношениях со многими мировыми светилами. Так, например, англичанин Джеймс Чедвик, впоследствии Нобелевский лауреат, открыв в 1932 г. нейтрон, телеграфировал об этом Иоффе. О своих многочисленных встречах с зарубежными коллегами Абрам Федорович написал прекрасные воспоминания, которые были опубликованы после его смерти.

Скончался академик Иоффе 14 октября 1960 г. Герой Социалистического труда, орденоносец, почетный член Академии наук и физических обществ многих стран мира, Абрам Иоффе прежде всего был Учителем с большой буквы.