Урок физики для 9 класса "Радиоактивность"

Цели урока: познакомить учащихся с ядерной моделью атома;

воспитывать добросовестное отношение к учебе, прививать навыки, как самостоятельной работы, так и работы в коллективе;

активизировать мышление школьников, умение самостоятельно формулировать выводы, развивать речь.

Тип урока: изучение нового материалы.

Вид урока: комбинированный.

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Актуализация знаний учащихся.

1. Дать понятие рентгеновского излучения.

2. Свойства рентгеновских лучей.

3. Применение рентгеновского излучения.

4. Для чего врачи-рентгенологи пользуются перчатками, фартуками, очками, содержащие соли свинца?

5. Задача.

Коротковолновая граница восприятия света у некоторых людей равна 37∙10^-6см. Определить частоту колебаний в этих волнах. (8,11∙10¹⁵Гц),

1. Изучение нового материала

Гипотеза о том, что все вещества состоят из большого числа ато­мов, зародилась свыше двух тысячелетий тому назад. Сторонники атомической теории рассматривали атом как мельчайшую недели­мую частицу и считали, что все многообразие мира есть не что иное, как сочетание неизменных частиц - атомов. Позиция Демокрита: «Существует предел деления - атом». Позиция Аристотеля: «Делимость вещества бесконечна».

Конкретные представления о строении атома развивались по ме­ре накопления физикой фактов о свойствах вещества. Открыли элек­трон, измерили его массу и заряд. Мысль об электронном строении атома, впервые высказанную В. Вебером в 1896 году, развил Л. Ло­ренц. Именно он создал электронную теорию; электроны входят в состав атома.

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 опытным курильщиком.

Опираясь на открытия, Дж. Томсон в 1898 г. предложил модель атома в виде положительно заряженного шара радиусом 10 ^-10 м, в котором' «плавают» электроны, нейтрализующие положительный заряд. Большинство физиков склонялось, что прав Дж. Томсон.

Однако в физике уже более 200 лет принято правило: оконча­тельный выбор между гипотезами вправе сделать только опыт. Та­кой опыт поставил в 1909 г. Эрнест Резерфорд (1871-1937) со свои­ми сотрудниками.

Пропуская пучок α -частиц (заряд +2е, масса 6,64-1 (Г²⁷ кг) через тонкую золотую фольгу, Э. Резерфорд обнаружил, что какая-то из частиц отклоняется на довольно значительный угол от своего перво­начального направления, а небольшая часть α -частиц отражается от фольги. Но, согласно модели атома Томсона, эти α -частицы при взаимодействии с атомами фольги должны отклоняться на малые углы, порядка 2°. Однако несложный расчет показывает: чтобы объ­яснить даже такие небольшие отклонения, нужно допустить, что в атомах фольги может возникать огромное электрическое поле на­пряженностью свыше 200 кВ/см. В полиэтиленовом шаре Томсона таких напряжений быть не может. Столкновения с электронами тоже не в счет. Ведь по сравнению с ними, α -частица, летящая со скоро­стью 20 км/с, все равно, что пушечное ядро с горошиной.

В поисках разгадки Резерфорд предложил Гейгеру и Марсдену проверить: «а не могут ли α -частицы отскакивать от фольги назад».

Прошло два года. За это время Гейгер и Марсден сосчитали более миллиона сцинтилляций и доказали, что назад отражается примерно одна α -частица из 8 тысяч.

Резерфорд показал, что модель Томсона находится в противоре­чии с его опытом. Обобщая результаты своих опытов, Резерфорд предложил ядерную (планетарную) модель строения атома:

1. Атом имеет ядро, размеры которого малы по сравнению с раз­мерами самого атома.

2. В ядре сконцентрирована почти вся масса атома.

3. Отрицательный заряд всех электронов распределен по всему объему атома.

Расчеты показали, что α -частицы, которые взаимодействуют с электронами в веществе, почти не отклоняются. Только некоторые α -частицы проходят вблизи ядра и испытывают резкие отклонения.

Сообщение Резерфорда физики приняли сдержанно. Сам он в те­чение двух лет также не очень сильно настаивал на своей модели, хотя и был уверен в безошибочности опытов, которые к ней приве­ли. Причина была следующая.

Если верить электродинамике, такая система существовать не может, поскольку электрон, вращающийся по ее законам, неизбежно и очень скоро упадет на ядро. Приходилось выбирать: либо электро­динамика, либо планетарная модель атома. Физики молча выбрали первое. Молча, потому что нельзя было ни забыть, ни опровергнуть опыты Резерфорда. Физика атома зашла в тупик.

Суммарный заряд электронов равен заряду ядра, взятому со знаком «минус».

Общее количество протонов и нейтронов в ядре называют массовым числом – А.

Масса протона в 1840 раз больше массы электрона.

Ζ – заряд ядра. Массовое число А= Ζ+Ν.

Число нейтронов в ядре: Ν = А- Ζ.

В ядрах одного и того же химического элемента число нейтронов может быть различным, тогда как число протонов всегда одно и то же.

Различные виды одного и того же элемента, отличающиеся числом нейтронов в ядре, называются изотопами.

III. Закрепление материала

- В чем заключается сущность модели Томсона?

- Начертите и объясните схему опыта Резерфорда по рассеива­нию - α частиц. Что наблюдаем в этом опыте?

- Объясните причину рассеивания α-частиц атомами вещества?

- В чем сущность планетарной модели атома?

- Определить состав ядер серебра, менделевия, кобальта.

IV. Подведение итогов урока

Домашнее задание

§ 52-53. Упражнение 42. Задачи с задачника по Рымкевич А.П