Методический электронный образовательный центр Министерства образования Оренбургской области и Оренбургского государственного университета
Методический электронный образовательный центр Министерства образования Оренбургской области и Оренбургского государственного университета
Название предмета - физика Класс - 9 УМК (название учебника, автор, год издания) - Физика. 9 кл.: учебник/ А.В. Перышкин, Е.М. Гутник. - М.: Дрофа, 2014. Уровень обучения (базовый, углубленный, профильный) - базовый Тема урока - Радиоактивность. Модели атомов. Общее количество часов, отведенное на изучение темы - 1 Место урока в системе уроков по теме - 54/1 Цель урока – обеспечить в ходе урока усвоение понятий “радиоактивность”, альфа-, бета-, гамма излучений, структура атома. Задачи урока – Углубить знания учащихся о структуре атома; сформировать представление о радиоактивности, физической природы – излучений. Развивать устную речь обучающихся через организацию диалогического общения на уроке, формировать умение выражать свои мысли в грамматически правильной форме. Формировать положительную мотивацию к учебе и повышение интереса к знаниям. Планируемые результаты - Знать историю открытия и исследования явления радиоактивности, его значение для изучения строения атома; состав атома, модели атомов. Техническое обеспечение урока - компьютер, мультимедийный проектор. Дополнительное методическое и дидактическое обеспечение урока (возможны ссылки на интернет-ресурсы) – презентация к уроку с диска «Физика 9 класс» от VIDEOUROKI.NET https://videouroki.net/look/diski/fizika9/index.html Содержание урока 1. Организационный этап Взаимное приветствие учителя и обучающихся; проверка отсутствующих по журналу. 2. Актуализация субъектного опыта обучающихся Анализ контрольной работы 3. Изучение новых знаний и способов деятельности (работа со слайдами презентации) Мы с вами переходим к изучению нового раздела физики, а именно «Строение атома и атомного ядра». И сегодня на уроке мы поговорим о таком явлении, как радиоактивность. Предположение о том, что все тела состоят из мельчайших частиц, было высказано древнегреческими философами Левкиппом и Демокритом примерно 2500 лет назад. Демокрит выдвинул гипотезу о том, что вещество можно было бы делить на все более мелкие и мелкие части, то в конце концов осталась бы частица, которая сохраняла свойства этого вещества, но поделить ее на части было бы уже нельзя. Самую маленькую частицу вещества, которую нельзя разделить на части, Демокрит назвал атомом. Слово атом в переводе с греческого означает неделимый. Таким названием хотели подчеркнуть, что атом — это мельчайшая, простейшая, не имеющая составных частей частица. Но примерно с середины XIX в. стали появляться экспериментальные факты, которые ставили под сомнение представления о неделимости атомов. Результаты этих экспериментов наводили на мысль о том, что атомы имеют сложную структуру и что в их состав входят электрически заряженные частицы. Наиболее ярким свидетельством сложного строения атома явилось открытие явления радиоактивности, сделанное французским физиком Антуаном Анри Беккерелем в 1896 г. Он изучал явление фосфоресценции – свечение, появляющееся после облучения солнечными лучами. Беккерель считал, что открытое излучение может проявляться как раз в результате фосфоресценции. Чтобы доказать это, он заворачивал фотопластинку в черную бумагу и помещал на нее соли калия и урана. Затем пластинку проявляли. Если на ней обнаруживались следы проникающего излучения, то это означало, что соль испускала рентгеновское излучение. Но однажды, когда на улице был пасмурный и дождливый день, Беккерелю не удалось провести данный опыт, и он убрал препараты в шуфлядку стола. Через несколько дней, когда погода успокоилась, и выглянуло ясное Солнце, он решил продолжить свои эксперименты. Достав препараты, Беккерель решил проверить фотопластинку, в которую был завернут исследуемый элемент. Каково же было его удивление, когда он обнаружил, что химический элемент уран самопроизвольно (т. е. без каких-либо внешних воздействий) излучает ранее неизвестные невидимые лучи. Поскольку новое излучение обладало необычными свойствами, многие ученые занялись его исследованием. Среди них особая роль принадлежит польскому физику Марии Склодовской-Кюри и ее мужу французскому ученому Пьеру Кюри. Они попытались проверить, нет ли среди веществ, не исследованных Беккерелем, таких, которые обладают таинственными свойствами урана. В первых экспериментах поиски велись с помощью электроскопа. Известно, что воздух – это изолятор, поэтому положение листочков заряженного электроскопа не должно меняться. Но если воздух подвергнуть действию излучения, тогда он становится проводником. Этим свойством излучения и воспользовались ученые для поиска новых элементов. Мария Кюри подносила к заряженному электроскопу различные минералы, и смотрела как ведут себя его листочки. В 1898 году было обнаружено, что подобные лучи испускает еще один элемент – торий. В том же году супруги Кюри выделили из урановой смоляной руды два новых химических элемента – радий и полоний. От радия и произошел термин радиоактивность (от латинских слов radio — излучаю и activus — действенный). В настоящее время под радиоактивностью понимают явление самопроизвольного превращения неустойчивого изотопа одного химического элемента в изотоп другого элемента, сопровождающееся испусканием частиц, обладающих большой проникающей способностью. Такую радиоактивность еще называют естественной радиоактивностью. В 1899 г. в результате опыта, проведенного под руководством английского физика Эрнеста Резерфорда, было обнаружено, что радиоактивное излучение радия неоднородно, т. е. оно имеет сложный состав. Рассмотрим, как проводился этот опыт. Резерфорд взял толстостенный свинцовый сосуд с крупицей радия на дне. Пучок радиоактивного излучения радия выходит сквозь узкое отверстие и попадает на фотопластинку. После проявления фотопластинки на ней обнаруживалось одно темное пятно — как раз в том месте, куда попадал пучок. Потом опыт изменяли: создавали сильное магнитное поле, действовавшее на пучок. В этом случае на проявленной пластинке возникало три пятна: одно, центральное, было на том же месте, что и раньше, а два других — по разные стороны от центрального. Если два потока отклонились в магнитном поле от прежнего направления, значит, они представляют собой потоки заряженных частиц. Отклонение в разные стороны свидетельствовало о разных знаках электрических зарядов частиц. В одном потоке присутствовали только положительно заряженные частицы, в другом — отрицательно заряженные. А центральный поток представлял собой излучение, не имеющее электрического заряда. Положительно заряженные частицы назвали альфа-частицами, отрицательно заряженные — бета-частицами, а нейтральные — гамма-частицами или гамма-квантами. Также Резерфорд выяснил, что излучение первого вида едва проходило сквозь лист бумаги, второго — проникало сквозь алюминиевую пластинку толщиной до 1 мм. Ему удалось доказать, что альфа-лучи являются потоком ядер атомов гелия. В том же году Беккерель доказал, что бета-лучи являются потоком электронов. В 1900 году французский физик Вилард установил, что в состав радиоактивного излучения входит еще и третья составляющая, которая проходила сквозь слой свинца толщиной в несколько сантиметров. Он то и назвал это излучение гамма-лучами. Явление радиоактивности, т. е. самопроизвольное излучение веществом альфа-, бета- и гамма-частиц, наряду с другими экспериментальными фактами, послужило основанием для предположения о том, что атомы вещества имеют сложный состав. Явление радиоактивности давало основания предположить, что в состав атома входят отрицательно и положительно заряженные частицы. Кроме того, было известно, что атом в целом нейтрален. Опираясь на эти и некоторые другие факты, английский физик Джозеф Джон Томсон предложил в 1903 г. одну из первых моделей строения атома — пудинговую модель. По предположению Томсона, атом представляет собой шар (подобно пудингу), по всему объему которого равномерно распределен положительный заряд. Внутри этого шара находятся электроны (как изюминки в пудинге). Каждый электрон может совершать колебательные движения около своего положения равновесия. Положительный заряд шара равен по модулю суммарному отрицательному заряду электронов, поэтому электрический заряд атома в целом равен нулю. Модель строения атома, предложенная Томсоном, нуждалась в экспериментальной проверке. В частности, важно было проверить, действительно ли положительный заряд распределен по всему объему атома с постоянной плотностью. Поэтому в 1911 г. Резерфорд совместно со своими сотрудниками провел ряд опытов по исследованию состава и строения атомов. Суть опыта можно понять из такого сравнения. Пусть нужно проверить, не дотрагиваясь до предмета, однороден он или нет. Например, не спрятан ли в стоге сена металлический предмет. Это можно сделать, находясь в дали от стога используя малокалиберную винтовку и большой фанерный щит. Будем стрелять в стог по различным направлениям и по пробоинам в щите судить о траектории всех пуль. При однородности стога не будет ни одного рикошета. Они появятся при наличии в стоге металлического предмета, причем число рикошетов будет зависеть от его размеров (например, килограммовой гири или гимнастической 32-килограммовой). В опытах Резерфорда тончайшая пленка из золота обстреливалась положительно заряженными частицами, и оценивались траектории их движения после прохождения пленки. Опыты Резерфорда убедительно показали, что атом неоднороден. Иначе как объяснить, что некоторые положительно заряженные частицы изменяли свое направление движения, хотя их число было чрезвычайно малым. Опыт позволил утверждать, что более 99,96% массы атома и весь положительный заряд сосредоточены в весьма малой области в центре атома, которую назвали ядром атома. Его диаметр примерно в от 104 до 105 раз меньше диаметра самого атома. Соотношение этих размеров примерно такое же, как у размеров макового зернышка, лежащего в центре футбольного поля и самого поля. Исходя из этих соображений, Резерфорд предложил ядерную (или планетарную) модель атома. Напомним, что согласно этой модели в центре атома находится положительно заряженное ядро, занимающее очень малый объем атома. Вокруг ядра движутся электроны, масса которых значительно меньше массы ядра. Атом электрически нейтрален, поскольку заряд ядра равен модулю суммарного заряда электронов. Таким образом, в результате опытов по рассеянию альфа-частиц была доказана несостоятельность модели атома Томсона, и выдвинута ядерная модель строения атома и определен порядок диаметров атомных ядер. 4. Закрепление материала Тест 1. В чем заключается открытие, сделанное Беккерелем в 1896г? (Беккерель обнаружил, что химический элемент уран самопроизвольно, без внешних воздействий излучает неизвестные невидимые лучи.) 2. Кто из ученых занимался исследованием данных лучей? (А. Беккерель, М. и П. Кюри, Э.Резерфорд) 3. Как и кем было названо явление самопроизвольного излучения некоторыми атомами? (М. и П. Кюри, «радиоактивность») 4. В ходе исследования явления радиоактивности, какие неизвестные ранее химические элементы были открыты? (полоний и радий) 5. Что доказывает опыт Резерфорда? (сложный состав атома) 6. Как были названы частицы, входящие в состав радиоактивного излучения? (альфа, бета и гамма – частицы) 7. Что представляют собой эти частицы? (Гамма-кванты или лучи – это коротковолновое электромагнитное излучение. Бета – частицы представляют собой поток быстрых электронов, летящих со скоростями близкими к скорости света. Альфа частицы – это потоки ядер атомов гелия). 8. О чем свидетельствует явление радиоактивности? (Явление радиоактивности, т.е. самопроизвольного излучения веществом – частиц, наряду с другими экспериментальными фактами, послужило основанием для предположения о том, что атомы вещества имеют сложный состав.) Число правильных ответов Оценка 1–2 2 3–4 3 5–6 4 7–8 5 5.Обобщение и систематизация Давайте вспомним и повторим главное, что мы узнали на сегодняшнем уроке. Радиоактивность — это явление самопроизвольного превращения неустойчивого изотопа одного химического элемента в изотоп другого элемента, сопровождающееся испусканием частиц, обладающих большой проникающей способностью. В 1911 году в результате проведения серии опытов Резерфорд предложил ядерную модель атома согласно которой, в центре атома находится положительно заряженное ядро, занимающее очень малый объем атома. А вокруг ядра движутся электроны, масса которых значительно меньше массы ядра. Атом электрически нейтрален, поскольку заряд ядра равен модулю суммарного заряда электронов. Также, в результате опытов, Резерфорд обнаружил три вида ранее не известных излучения — альфа-, бета- и гамма излучения. АЛЬФА-РАСПАД характеризуется вылетом ядра атома гелия. БЕТТА-РАСПАД состоит в том, что ядра самопроизвольно испускают электрон. ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЕ — это поток гамма-квантов. Испускание γ-излучения не приводит к превращениям элементов, оно излучается не атомом, а ядром. 6. Домашнее задание §52
Автор(ы):
Скачать: Физика 9кл - Конспект.docxАвтор(ы):
Скачать: Физика 9кл - Презентация к уроку.ppt
