В истории развития физики одна из самых интересных и
увлекательных страниц – это история открытия сложного строения атома. В конце
XIX- начале XX в. идеи о строении атома витали в воздухе, различные догадки
ученых создавали духовную атмосферу, в которой, в конце концов, и рождалось
открытие, ведь в то время ничего о внутреннем строении атома не было известно.
Учащийся.
Делает небольшое сообщение о модели атома (см. рис. 1), предложенной английским
физиком Дж. Дж. Томсоном: "Атом” в переводе с греческого - неделимый. Но после
открытия в 1897 г.
электрона, входящего в состав атома, был сделан вывод о сложном строении атома.
Первая достаточно разработанная модель атома была предложена английским физиком
Дж. Дж. Томсоном, открывшим электрон. Согласно этой модели вещество в атоме
несет положительный заряд и равномерно заполняет весь объем атома. Электроны
"вкраплены” в атом. Предполагалось, что их очень много. В целом атом
электронейтрален. Для устойчивости атома необходимо, чтобы электроны
располагались концентрическими слоями, в каждом слое определенное число
электронов. Томсон с помощью данной модели объяснил ряд физических явлений.
Например, хорошая проводимость металлов объяснялась тем, что атомы металлов
легко теряют часть электронов.
Первая модель атома сыграла положительную роль: в дальнейшем
была использована верная идея о слоях электронов в атоме, о потере электронов
атомами. Однако скоро обнаружилось несоответствие модели реальной
действительности. В частности, модель атома Томсона оказалась в противоречии с
результатами опыта Резерфорда”.
Учитель физики.
Чтобы проверить гипотезу Дж. Дж. Томсона необходимо провести эксперимент.
(Просматривается фрагмент видеофильма об опыте Э.Резерфорда).
Учащийся.
Делает пояснения о планетарной модели атома, вытекающей из опытов Э.Резерфорда
по самостоятельно изготовленному плакату (см. рис. 2): "В 1909 - 1911 гг.
Резерфорд экспериментально доказал, что у атомов есть ядра. В мае 1911 г. на страницах
лондонского "философского журнала” он изложил результаты экспериментальных и
теоретических поисков в области строения атома. Ядро занимает в атоме ничтожную
часть объема, оно положительно заряжено, и в нем сосредоточена почти вся масса
атома, так как электроны по сравнению с атомом очень легкие частицы. Электроны
движутся вокруг ядра.
Альфа-частицы от радиоактивного источника, пройдя через
диафрагму, попадают на тонкую фольгу из золота. Она имеет толщину около
микрона, т.е. состоит приблизительно из 3000 атомных слоев. Большая часть
альфа-частиц легко проходит через фольгу, мало отклоняясь. Но некоторые, редкие
альфа-частицы отклоняются на значительные углы и даже на углы, близкие к 180°,
т.е. отбрасываются назад.
Результаты опыта можно объяснить следующим образом.
Альфа-частицы, проходя через фольгу, проходят сквозь атомы золота. Это возможно
потому, что легкие электроны почти не влияют на движение тяжелой альфа-частицы.
Так как они в большинстве случаев отклоняются на малые углы, атомы в большей
части своего объема заполнены электронами и лишь небольшую их часть занимает
положительно заряженное вещество. Эта центральная часть атома получила название
ядра. Из опытов следует, что ядро и отталкивает альфа-частицу, причем тем
сильнее, чем ближе к ядру она проходит. По соотношению между общим числом
частиц и числом отклонившихся на определенные углы частиц рассчитывается размер
ядра и заряд ядра. Оказалось, что радиус ядра имеет порядок 10 - 12 см (10 - 14 м). Заряд же ядра положителен и определяется
формулой q = Z•e, где Z - порядковый номер элемента в периодической системе, а
е- модуль заряда электрона”. |