Опыт Резерфорда. Планетарная модель атома. Состав ядра

Тип урока: урок изучения нового материала
Цель урока: через анализ фундаментальных исторических опытов подвести учащихся к пониманию квантовой природы атомной системы
Задачи урока:
Познакомить учащихся с историей развития взглядов на строение атома, с фундаментальными опытами Резерфорда.
формировать у учащихся научное мировоззрение, умение выделять и описывать физические явления, строить гипотезы.
Формировать умение самостоятельно работать с различными источниками информации, обобщать материалы, развивать монологическую речь.
Показать роль крупных ученых в развитии науки.
Методы обучения:
Репродуктивные методы;
Демонстрации и материалы к уроку: ЭУ-8 класс, М-3, ЭУ-11 кл, модуль «Атомная физика», презентации, видеоролики.

Вспоминаем
Как происходило развитие взглядов на строение атома?
Опыт Резерфорда
К какому выводу привели Резерфорда результаты проделанных опытов?

1899г- Эрнест Резерфорд
Вывод: отклонение в разные стороны лучей свидетельствовало о разных знаках электрических зарядов.

1903Г – ДЖОЗЕФ ТОМСОН
Атом представляет шар по всему объему которого распределен положительный заряд, а внутри этого шара находятся электроны. Электроны могут совершать колебательные движения

1911 г- Эрнест Резерфорд
Зондировать атом альфа–частицами.
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.
Альфа-частицы является ядром атома гелия.
Идея опыта Резерфорда:

Схема опыта Резерфорда

Вывод из опыта: Положительный заряд атома сосредоточен в очень малом объёме в центре атома!

Модель атома Резерфорда
(планетарная)
В центре атома находится положительно заряженное ядро, а вокруг ядра движутся отрицательно заряженные электроны.

1. Так как масса электронов мала, они не могут заметно изменить траекторию движения альфа-частиц.
2. Заметное рассеивание альфа-частиц может вызвать только положительная часть атома и лишь в том случае, если она сконцентрирована в очень малом объёме.
Противоречие модели Томсона с экспериментом:

АТОМ
Состоит из ядра
Вокруг ядра вращаются
электроны

В ядре находятся
Протоны
p
Нейтроны
n
+
не имеют заряда
В 1932 году Чедвик открыл нейтрон, масса нейтрона больше массы протона

Электрон заряжен
отрицательно
Заряд электрона равен
е = -1,6 10 ¯ Кл 19
Заряд протона равен
по модулю заряду электрона

В нормальном состоянии атом
нейтрален.
∑ +p = ∑ -e qэл=-Ze
Если атом теряет один электрон, то
он становится положительным ионом
Если атом присоединяет электрон, то
он становится отрицательным ионом.

Z- заряд ядра = порядковому номеру
химического элемента.
А –массовое число.
А=Z+N
полное число нуклонов в ядре.
N=А - Z
число нейтронов
Изотопы:

Результаты опыта:
При отсутствии на пути α-частиц фольги на экране возникал светлый кружок, вызванный тонким пучком α-частиц.
Когда на пути пучка альфа-частиц помещали фольгу, пятно на экране не изменилось.
Подавляющая часть α-частиц проходит сквозь фольгу без отклонения.
Небольшая часть α-частиц отклоняется на значительные углы.
Одна α-частица из 20 000 отклонилась на углы больше 90 º
Одна из 70 000 α-частиц отклонилась на 180º (вернулась обратно )

Выводы из опыта по рассеиванию альфа-частиц Резерфорда:
1. Существует атомное ядро,
т.е. тело малых размеров, в котором сконцентрирована почти вся масса атома и весь положительный заряд.
2. В ядре сконцентрирована почти вся масса атома.
3. Вокруг ядра по замкнутым орбитам вращаются отрицательные частицы- электроны.
4. отрицательный заряд всех электронов распределён по всему объёму атома.
Ядерная модель атома:

Выводы:
В центре атома находится положительно заряженное ядро, вокруг которого вращаются по определенным орбитам электроны.
Основная масса атома сосредоточена в ядре m ядра = 99,4% m атома.
диаметр атома = 10 –10 м
диаметр ядра ~ 10-14 - 10 – 15 м
Атом электрически нейтрален – абсолютное значение суммарного отрицательного заряда электронов равно положительному значению заряда ядра.
q ядра = +Z e ;
Планетарная модель атома

Это важно запомнить:
В состав ядра входят положительные протоны и неимеющие заряда нейтроны;
Количество протонов равно числу электронов;
В целом атом нейтрален.

Недостаток
планетарной модели атома:
Нельзя объяснить факт существования атома;
Нельзя объяснить устойчивость атома.

Вопросы на закрепление:
1. В чём заключается сущность модели Томсона?
2. В чём заключалась идея опыта Резерфорда?
3. Объясните по схеме опыт Резерфорда по рассеиванию альфа-частиц. (Схема экспериментальной установки Резерфорда.)
4. Объясните причину рассеивания альфа-частиц атомами вещества.
5. В чём сущность планетарной модели атома?
Задание на дом § 53, упражнение 42 (1,2)

+ знаю, знал, но забыл
новое
что поразило, удивило
что не понял
+
-
!
?