Строение атома. Опыт Резерфорда, 9 класс

Муниципальное общеобразовательное учреждение

Заозерская средняя общеобразовательная школа

Угличского района Ярославской области

Конспект урока по физике
в 9 классе

Опыт Резерфорда. Строение атома

учитель физики

Орехова Светлана

Анатольевна

С. Заозерье

2012

Конспект урока

Методическая информация

Тип урока

Комбинированный

Цели урока

образовательные:

формирование представления о планетарной модели атома

развивающие:

развитие умений анализировать факты и делать выводы

воспитательные:

формирование ценностного отношения к ученым-физикам, внесшим вклад в изучение строения атома

Задачи урока

создать условия для вовлечения учащихся в атмосферу научных открытий начала 20-го века
продолжить развитие умений устанавливать причинно-следственные связи
закрепить навыки решения тестовых заданий

Используемые педагогические технологии, методы и приемы

ТРКМЧП (технология развития критического мышления через чтение и письмо).

Здоровьесберегающие технологии: исторические экскурсы позволяют снять эмоциональное напряжение, смена видов деятельности предупреждает утомление.

Время реализации урока

45 мин

Знания, умения, навыки и качества

Закрепление знаний о строении атома;

приобретение знаний об открытии существования атомного ядра;

закрепление навыков решения тестовых заданий

Необходимое оборудование и материалы

Компьютер, мультимедиапроектор.

Дидактическое обеспечение урока

Портрет Резерфорда, раздаточный материал: тексты для групповой работы, тестовые задания, таблицы для осуществления рефлексии.

Список учебной и дополнительной литературы

Перышкин А.В., Гутник Е.М. Физика. 9 класс. М., Дрофа, 2010
Пономарева Т.Д. Великие ученые. М., Астрель, 2004.
Пономарев Л.И. Под знаком кванта. М., Наука, 1989

Ход и содержание урока,

деятельность учителя и учеников.

Мотивация учащихся (3 мин)

Стихотворение Брюсова создает эмоциональный настрой. Читает ученик.

Целеполагание. Слайды 1-2

Актуализация знаний (20 мин)

Индивидуальная работа (4 мин)

Устный опрос: рассказ об открытии радиоактивности; описание опыта Резерфорда по исследованию радиоактивного излучения

Фронтальная работа (6 мин)

Выполнение письменного тестового задания (приложение 1). Учитель контролирует работу учащихся

Групповая работа (10 мин)

Мини-конференция: «Эрнест Резерфорд».

Работа с текстом (ТРКМЧП): класс делится на три группы «Журналисты», «Сотрудники» и «Друзья семьи», изучают тексты и готовят выступления (приложения 2, 3, 4). Учитель координирует деятельность учащихся

Объяснение учителем нового материала (10 мин)

Экскурс в Кембриджский университет. Слайд 3

Знакомство с руководителем Кавендишской лаборатории Дж. Дж. Томсоном. Слайды 4-5

Модели атомов в представлении ученых конца19 – начала 20 века. Слайды 6-7

Опытная проверка Резерфордом модели Томсона. Слайды 8-12

Открытие планетарной модели атома. Слайды 13-15

Закрепление материала (6мин)

Фронтальная работа

Задание № 1. Изобразить в тетради траектории альфа-частиц, пролетающих вблизи атомного ядра. Слайд 16

Фронтальная работа

Задание № 2. В тетрадях описать установку опыта Резерфорда. Слайд 17

Работа в парах

Задание № 3. Рассказать друг другу опыт Резерфорда.

Учитель контролирует выполнение заданий

Рефлексия деятельности на уроке (4 мин)

Учащиеся сочиняют синквейн, заполняют таблицу «Мое отношение к уроку». Слайд 18

Домашнее задание

Изучить §66, ответить на вопросы

Ссылки на использованные интернет-ресурсы

http://www.physics.ru/courses/op25part2/content/chapter6/section/paragraph1/theory.html

http://fizika-solodova-em.narod.ru/rezerford.jpg

w.physics.ru /courses /op25part2/content /chapter6/section /paragraph1/theory.html

http://starburas.okis.ru/model_atoma.html

http://www.childrenpedia.org/3/10.files/image015.jpg

http://lichnosti.net/photos/2739/12919284103.jpg

http://i.dailymail.co.uk/i/pix/2008/09/23/article-1060295-02C4137300000578-448_470x310.jpg

http ://images .yandex .ru

http://iberiafood.pl/asia.php?q=ernest-rutherford-atomic-model-picture&page=6

http://www.launc.tased.edu.au/online/sciences/physics/photo-elec.html

http://www.math.uni-hamburg.de/spag/ign/bild/london/cambridge-uni.gif

http://www.xrest.ru/images/collection/00104/655/preview.jpg

http://kurs.ido.tpu.ru/courses/kce/pic/Models6.jpg

http://www.lien.ru/children/team/physics/01/img/atom_4.gif

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c2/Solar_sys.jpg/800px-Solar_sys.jpg

http://han.gorod.tomsk.ru/uploads/1009/1232193526/RUTH01.JPG

В помощь учителю

Обоснование, почему данную тему оптимально изучать с использованием медиа-, мультимедиа, каким образом осуществить

Использование медиа-компонентов позволяет визуализировать процессы, происходящие в микромире, т.о. облегчает понимание темы учащимися. Богатый исторический материал очень важно представить в виде реальных фотографий или художественных изображений времен рассматриваемых событий. Это даст возможность проникнуться духом времени, пройти тернистый путь открытий вместе с великими учеными, что не может не привлечь внимание учащихся.

Советы по логическому переходу от данного урока к последующим

При изучении следующей темы: «Радиоактивные превращения атомных ядер» следует сделать акцент на сложном строении не только самого атома, но и его ядра

Другое

К каждому слайду предложен текст для учителя (приложение 6). При наличии двух компьютеров можно воспользоваться заметками докладчика

Приложение 1

Проверочный тест по теме «Радиоактивность»

Установите соответствие:

1 α-частица

2 β-частица

3 γ-частица

А. атом гелия

Б. полностью ионизированный атом гелия

В. электромагнитное излучение

Г. электрон

Явление радиоактивности было открыто:

А. Э. Резерфордом в 1899 г.

Б. А. Беккерелем в 1896 г.

В. Э. Резерфордом в 1896 г.

Г. А. Беккерелем в 1899 г.

Определите, какие треки соответствуют потокам:

1 2 3

х х х х х х

х х х х х х В

А. α-частиц

Б. β-частиц

В. γ-частиц

Какое из перечисленных слов имеет отличное от других происхождение?

А. радиоактивность

Б. радиус

В. радий

Г. радость

О чем свидетельствовало явление радиоактивности?

Ответы:

2. Б

4. Г

5. О сложном строении атома, т.е. атом состоит из более мелких частиц.

Приложение 2

Текст № 1

Характер Резерфорда

Резерфорд был исключительно обаятельным человеком. Находясь в хорошем расположении духа, ученый буквально излучал потоки мощной энергии, заряжая ею всех окружающих. В нем сочетались строгость и доброта, смелость и независимость. Он обладал чувством юмора и ценил это качество в других. В 1921 году Резерфорд вынужден был отказать в приеме на стажировку молодого талантливого ученого П.Л.Капицу из-за отсутствия вакансий. Капица осведомился, с какой погрешностью Резерфорду удается проводить свои эксперименты. Профессор удивленно ответил, что примерно процента 3. Капица тут же спросил, сколько же человек работает в лаборатории? И получил ответ – тридцать человек. «Так не могу ли я находиться в пределах вашей погрешности? Тогда вы не заметите, что я у вас работаю», - произнес с улыбкой Капица. Рассмеявшись, Резерфорд тут же согласился взять Капицу на стажировку.

Приложение 3

Текст № 2

Rutherford

Born in 1871 near Nelson, New Zealand, Rutherford was the fourth of 12 children. In 1891 he graduated from secondary school with a scholarship to Canterbury College in Christchurch. He earned a BA in mathematics and physical science in 1892, and a MA in 1893. He then conducted 2 years of research on magnetism and the detection of Hertzian waves. In 1894 he won a scholarship to the Cavendish Laboratory at Cambridge University in England where he studied under JJ Thomson. He continued his research on magnetism for another 2 years(5, 6).

Приложение 4

Текст № 3

Семья Резерфорда

Родители Резерфорда были переселенцами из Шотландии. Отец, Джеймс Резерфорд, был мелким фермером, но, чтобы прокормить огромную семью, организовал деревообрабатывающее предприятие и стал колесным мастером. Мать, Марта Томсон, преподавала в местной школе. Всего в семье Резерфордов было 12 детей. Эрнест появился на свет четвертым ребенком и оказался самым способным из всех.

Женился Резерфорд в 1900 году на Мэри Ньютон, с которой они не виделись в течение 5 лет. Эрнест после окончания университета не мог достойно содержать семью и вынужден был расстаться со своей невестой. Время не погасило его любовь. Вскоре у них родилась дочь, большеглазая кудрявая малышка Эйлин.

Приложение 5

Мое отношение к уроку

«+»

«-»

Интересно

«+» - все, что понравилось на уроке,

«-» - не понравилось, показалось скучным, непонятным или бесполезным,

«интересно» - любопытные факты или, что хотелось бы узнать по этой теме.

Приложение 6

Тексты к слайдам (для учителя)

Слайд № 3

Ке́мбридж — город на востоке Англии, административный центр графства

Слайд № 4

В городе находится один из лучших университетов мира, с которым связаны имена 87 Нобелевских лауреатов.

Конец 19-го века. Знаменитой Кавендишской лабораторией Кембриджа руководит выдающийся английский физик Джозеф Джон Томсон. Сюда для стажировки прибывает молодой новозеландский ученый Эрнест Резерфорд.

Слайд № 5

В физике начала 20-го века было сделано уже много важных открытий. Открыт электрон. Обнаружено явление радиоактивности, которое давало основания предположить, что в состав атома входят отрицательно и положительно заряженные частицы. Известно было также, что в целом атом нейтрален.

Слайд № 6

В это время бытовали самые разные представления о строении атома. Например, Фердинанд Линдеман в 1905 году утверждал, что «атом кислорода имеет форму кольца, а атом серы – форму лепешки». Лорд Кельвин представлял атом подобным кольцам дамы, выпускаемым изо рта опытным курильщиком. Но большинство физиков склонялось к мысли, что прав Джозеф Джон Томсон: атом – это равномерно положительно заряженный шар, внутри которого плавают отрицательные электроны (или корпёсли, как писали в русских изданиях начала века)

Слайд № 7

Часть физиков представляла себе атом иначе. Японский физик Хантаро Нагаока в 1903 году предположил, что «атом представляет своего рода сложную астрономическую систему, подобную кольцам Сатурна».

Слайд № 8

Окончательный выбор между гипотезами вправе сделать только опыт. Такой опыт поставил в 1909 году Эрнест Резерфорд со своими «мальчиками», как он называл своих сотрудников. Представьте себе крупного и шумного человека, который принужден сидеть в темной комнате и, глядя в микроскоп, считать на экране спинтарископа вспышки – сцинтилляции – альфа-частиц. Работа изнурительная: уже через две минуты глаза устают. Ему помогают опытный исследователь Ганс Гейгер и двадцатилетний лаборант Эрнст Марсден.

Слайд № 9

Их прибор несложен: ампула с радием, испускающим альфа-частицы, диафрагма, которая выделяет из них узкий пучок и направляет его на экран из сернистого цинка, и микроскоп, через который наблюдают сцинтилляции альфа-частиц на экране.

Слайд № 10

Если на пути частиц поставить металлическую фольгу, то частицы начинают отклоняться от прямолинейного пути, как будто частицы сталкиваются с другими заряженными частицами.

Слайд № 11

В поисках разгадки Резерфорд предложил Мардсену проверить: а не отражаются ли альфа-частицы от фольги назад? С точки зрения модели Томсона предположение совершенно бессмысленное, это подобно тому, что пушечное ядро отскакивает от горошины!

Слайд № 12

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

Слайд № 13

7 марта 1911 г. Манчестерское философское общество услышало доклад Резерфорда «Рассеяние альфа- и бета-лучей и строение атома».

Годы спустя Резерфорд любил приводить по поводу своего открытия такую аналогию. В одной южноафриканской стране таможню предупредили, что в страну собираются провезти крупную партию контрабандного оружия для повстанцев, и оружие будет спрятано в тюках хлопка. И вот перед таможенником после разгрузки оказывается целый склад, забитый тюками с хлопком. Как ему определить, в каких именно тюках спрятаны винтовки? Таможенник решил задачу просто: он стал стрелять по тюкам, и, если пули рикошетили от какого-либо тюка, он по этому признаку и выявлял тюки с контрабандным оружием. Так и Резерфорд, увидев, как альфа-частицы рикошетируют от золотой фольги, понял, что внутри атома скрыта гораздо более плотная структура, чем предполагалось.

Слайд № 14

В тот день слушатели узнали, что атом подобен Солнечной системе: он состоит из ядра и электронов, которые обращаются вокруг него на расстояниях примерно 10^-8см. Размеры ядра очень малы – всего 10^-13-10^-12 см, но в нем заключена практически вся масса атома. Заряд ядра положителен и равен примерно половине атомной массы элемента.

Слайд № 15

Сравнение с Солнечной системой не случайно: диаметр Солнца почти во столько же раз меньше размеров Солнечной системы, во сколько размеры ядер меньше диаметра атома.

Слайд № 16

Изобразите в тетради примерные траектории альфа-частиц, пролетающих мимо атома.

Слайд № 17

Запишите в тетради, что обозначено буквами на схеме?

Опишите соседу по парте ход опыта Резерфорда.

Слайд № 18

Эту таблицу придумал Эдвард де Боно, доктор медицинских наук, доктор философии Кембриджского университета.

«+» - все, что понравилось на уроке,

«-» - не понравилось, показалось скучным, непонятным или бесполезным,

«интересно» - любопытные факты или, что хотелось бы узнать по этой теме.

Пример синквейна:

1. атом,