Технологическая карта по теме «Строение атома. Опыты Резерфорда..», 11 класс
план-конспект урока по физике (11 класс) на тему

Ход урока

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Этап 1: организационный

Этап 2:введение темы урока, актуализация знаний

Этап 3: Мотивация к деятельности

Этап 4: Учебно-познавательная деятельность

Этап 5: первичное закрепление

Этап 6: рефлексия

Этап 7: домашнее задание

В одном мгновенье видеть вечность

Огромный мир – в зерне песка,

В единой горсти – бесконечность

И небо - в чашечке цветка.

(В ходе урока будете работать как в группах, так и самостоятельно)

Оказывается, любая песчинка – действительно, целая Вселенная, ибо включает в себя почти столько же мельчайших частиц, сколько звезд содержится во всей Метагалактике.

Из этих частиц состоит и камень, одиноко лежащий на обочине дороги, и маленький цветок, радующий нас своей красотой, и пушистые облака, неторопливо плывущие по небу. На планете много веществ и различных химических элементов, которые отличаются друг от друга мельчай шими частицами, именуемыми молекулами  и атомами.

Как вы думаете:

До каких пор можно рассекать яблоко на части?

Организуется выяснение того, что такое атом, молекула; как переводится с греческого языка слово "атом", а с латинского "молекула".

     Очень надеюсь, что сегодня на уроке вы будете упорно  трудиться, напрягать свой ум,  чтобы продолжить познание мира атомов.

Предлагается школьникам ответить на вопросы

1.Что доказывают такие явления как диффузия, броуновское движение, электризация, радиоактивность?

Вспомнить известные им сведения о строении тел.

2. Вспомните основателей атомизма

Немного истории:

В 5 веке до н.э. древнегречесим ученым Лепкиппом, а затем его учеником из горо да Абдера Демокритом была выдвинута гипотеза: вещества состоят из атомов.

По легенде, идея о существовании атомов возникла у автора, когда он разрезал яблоко.  

3. Вопрос о том, что думал  Демокрит о внутреннем устройстве атома.

4.Представление воззрений М.В. Ломоносова о строении вещества: на экран подаётся изображение портрета Ломоносова с текстом о его научном мировоззрении по поводу строения вещества.

Какие положения были выдвинуты им?

5. об открытиях конца 19 начала 20 века: проекция на экран где перечиселены основные факты по теме; портреты Анри Беккереля, Джозефа Джона Томсона, Марии Склодовской-Кюри, Пьера Кюри.

Постановка проблем:

6. Вопрос для школьников: На какие свойства атома указывают открытия, исследования   конца 19 начала 20 века?

7. Может ли атом (неделимый) при таких обстоятельствах не иметь внутренней структуры?

1. Задание школьникам, которое даётся с помощью текста, выведеного на экран: попробуйте смоделировать атом, учитывая те обстоятельства, что эта частица электрически нейтральна, но из неё вылетают электрические заряженные частицы.                                    

2. Выделяется 2-3 минуты времени урока. По истечении этого срока учитель организует обсуждение достоинств и недостатков моделей атомов, придуманных детьми.               

Но вместе с тем накопилось большое количество опытных данных приведших к заключению  что атом, представляемый как мельчайшая неделимая частица, в природе не существует!!! Что же все  таки произошло?

Открыли частицу электрон, в тысячи раз более легкую, чем атом 30 апреля 1897г. Английский ученый Джозеф Джон Томсон доложил ученому совету о своих исследованиях. Этот день можно считать «днем рождения» частицы – электрон. Доказали  что электрон входит  в состав всех атомов. Как вы думаете  что дальше начали изучать ученые всего мира?

О чем сегодня пойдет речь?

1.Прочитать в учебнике абзац "Модель Томсона" на странице 272.

2. Демонстрация модели атома Томсона и пояснительного текста к ней на экран.                             

 3. Демонстрация классу портрета японского физика Хантаро Нагаоки и его модели атома с пояснительным текстом к нему.

4.Проекция на экран исторической справки о пионерах планетарной модели атома Л. Пуанкаре, Вильгельме Вине, Жане Батисте Перрене: портреты учёных, пояснительный текст

5. Проекция на экран вопроса: "Каковы, по вашему мнению, должны быть дальнейшие действия учёных в сложившейся ситуации?" 

6.Представление (с целью экономии времени, и как одного из вариантов ведения урока) экспериментальной установки Резерфорда.(Рассказ об этапах проведе ния эксперимента, наблюдаемых фактов: на экране спроецированная схема установки Резерфорда, модель движения альфа-частиц вблизи ядра в период эксперимента, наблюдаемые в микроскоп изображения мест попаданий альфа-частиц в период отсутствия и присутствия золотой фольги в установке).

7. Проекция на экран текста: "Выводы учёного, сделанные им после эксперимента": положительный заряд атома и его масса сконцентрированы в очень малой области пространства; отрицательные электроны в атоме располагаются от положи тельного заряда на очень больших расстоя ниях (по меркам микромира). Электроны в атоме движутся по круговым траекториям вокруг положительного заряда; атом похож на планетную систему (правыми оказались Л. Пуанкаре, Вин, Перрен, Нагаока).

8.  "Почему учёный сделал именно такие выводы?"

9. Дополняет качественные выводы учёного, сделанные им на основе анализа наблюдаемых в эксперименте фактов, количественны ми, полученными им после проведе ния соответствующих расчётов.

10. Представление обучающимся интересной исторической справки

11. Почему ученый мир не принял всерьез модель атома Резерфорда?

12. Проекция на экран модели "гибели" атома

Решить несколько проблем для более глубокого понимания опыта Резерфорда.

1. Атом в основном пуст. Какие экспериментальные факты в опыте Резерфорда указывают на это?                                          

2. Почему опыт Резерфорда называют фундаментальным?

3. Примерно одна из каждых 20000 альфа частиц отклонялась на углы в 90 и более градусов (т. е. назад). Почему так мало таких частиц было зафиксировано в опыте Резерфорда?

4. Решение задачи: "Рассчитать, на какое наименьшее расстояние альфа-частица, имеющая скорость   может приблизиться к ядру атома золота, двигаясь по прямой линии, проходящей через центр ядра. Масса альфа-частицы , заряд альфа-частицы , заряд ядра золота ".

Учитель наблюдает за процессом деятельности своих учеников и называет им сделанные ошибки в индивидуальном порядке. При успешном решении задачи кем-либо из класса, учитель предлагает ему продемонстрировать своё решение на доске. При таком варианте хода урока или при отсутствии решивших задачу (больше 3-5 минут на самостоятельные действия детей отводить времени не следует), на экран подаётся следующий кадр презентации с решением задачи

Подтвердилась ли ваша гипотеза?

Достигли вы цели, поставленной в начале урока?

"Обсуждаем вместе!".

1.что произойдёт с  - частицей после её остановки. 

2. какие явления и почему происходили бы с частицами, если бы ядро золота не предполагалось быть закреплённым? 

3. Почему же в эксперименте Резерфорд и его ученики обнаружили рассеяние - частиц от первоначального направления движения после взаимодействия с ядром золота на большие углы, но не было таких, которые рассеялись бы на угол ? 

Подведение итогов: достижение цели урока, оценки.

Участвуют в диалоге.

Учащиеся  отвечают с места.

Возможные ответы: бесконечно или не бесконечно

Особое внимание на значение слова "атом" - неделимый.

Атом – в буквальном переводе с языка древних греков означает  «нерассекаемый, неделимый».

1. Возможный ответ - состоят из атомов и молекул.

  Вещества-молекулы-атомы

2. В случае положительного и отрицательного варианта ответов, в последующем на экран подаются изображения сведений о Левкиппе и Демокрите, Аристотеле: годы жизни; их портреты, гипотезы.

3. Высказывание великого ученого древности Демокрита:

«Начала Вселенной –атомы и пустота. Все  остальное - лишь  мнение»

4. Три положения МКТ

5. Заполнить таблицу в тетради (по времени)

6. Возможные ответы: частицы вылетают из атомов, из которых состоит исследуемое вещество.

7. Атомы не могут не иметь внутренней структуры. Атомы состоят из каких-то частиц. Название "атом" не соответствует свойствам частицы, обозначенной этим словом.

Участвуют в диалоге (устные ответы)

Используют  знания из курса физики 8-9 классов, химии

Обсуждают вопросы, формулируют их. Делают записи, систематизируют знания.  Воспринимают информацию. Выдвигают свои гипотезы

В группах выполняют задание  

Через определенное время группы представляют свои проекты.

Модели для наглядности изображаются на доске.

Выдвигают предположения о цели урока

1 работают с учебниками

2.Сравнивают свои модели с моделью, построенной учёным

3-4. Сравнивают

5. Знания и опыт школьников должны помочь им самим назвать последующие действия учёных - экспериментальная проверка предложенных моделей атома.

«провести эксперимент»

Обсуждение с обучающимися на качественном уровне выводов, сделанных Резерфордом

Работают с учебниками «Найти ответ на странице 275 учебника»

Коллективное обсуждение прочитанной информации.

Работают в группах

Обучающиеся решают задачу…

прорабатывают предложенное решение в тетрадях.

Отвечают в группах. Возможные варианты ответов:

1.Разгоняясь, в сторону от ядра золота, она достигнет бесконечности с такой же по модулю скоростью, с которой была запущена в него. Оставаясь в свободном состоянии, частица продолжит движение с этой скоростью бесконечно долго.

2.При сближении частиц, ядро золота приобретёт некоторую скорость в сторону от альфа-частицы. После их сближения на минимальное расстояние, альфа-частица остановится и начнёт разгоняться в противоположную сторону. Ядро золота продолжит разгоняться в том же направлении. При достижении частицами взаимного расстояния, равного бесконечности, они приобретут некоторые скорости, которые при их последующем взаимном удалении сохранятся неизменными. 

3.При внимательном рассмотрении схемы установки Резерфорда, обнаруживается, что на такой угол не могли повернуться экран с микроскопом для фиксации этого явления: они бы заслонили путь - частицам до фольги. Естественно, такой факт имеет место, но очень редко из-за малой его вероятности.

Задание п 93, вопросы на стр. 275, *придумать и решить задачу обратную задаче, решённой на уроке*.