Строение атома. Опыты Резерфорда

Июль 27, 2022

Главная
Физика
Строение атома. Опыты Резерфорда

Содержание

2. Цель: расширить знания учащихся по теме, доказать ядерную модель атома с помощью опытов Резерфорда.
3. Гипотеза о том, что вещества состоят из большого числа атомов, зародилась свыше двух тысячелетий назад. Позиция
4. Конкретные представления о строении атома развивались по мере накопления физикой фактов о свойствах вещества. 1897 г
5. Модель строения атома Томсона Атом – шар, по всему объёму которого равномерно распределён положительный заряд. Внутри
7. Модель Томсона нуждалась в экспериментальной проверке. Важно было убедиться, действительно ли положительный заряд распределён по всему
8. В 1903 г. доказал, что альфа-лучи состоят из положительно заряженных частиц. Предсказал существование трансурановых элементов. В
9. Идея опыта Резерфорда: Зондировать атом альфа–частицами. Альфа-частицы возникают при распаде радия. Масса альфа-частицы в 8000 раз
11. Опыты показали: Подавляющая часть альфа-частиц проходит сквозь фольгу практически без отклонения или с отклонением на малые
12. Обнаружилось, что некоторые α-частицы отклонялись на большие углы, до 180º. Резерфорд понял, что такое отклонение возможно
13. Выводы из опытов: Положительный заряд сосредоточен в малой части атома – ядре; Практически вся масса атома
15. Недостатки атома Резерфорда Эта модель не согласуется с наблюдаемой стабильностью атомов. По законам классической электродинамики вращающийся
16. Попыткой спасения планетарной модели атома стали постулаты Нильса Бора
17. Радиоактивность - явление самопроизвольного превращения неустойчивых ядер в устойчивые, сопровождающееся испусканием частиц и излучением энергии. Открытие
18. Исследования радиоактивности 1898 год – открыты полоний и радий Все химические элементы, начиная с номера 83,
19. Виды радиоактивных излучений Естественная радиоактивность; Искусственная радиоактивность. Свойства радиоактивных излучений Ионизируют воздух; Действуют на фотопластинку; Вызывают
20. Альфа-излучение представляет собой поток альфа-частиц, распространяющихся с начальной скоростью около 20 тыс. км/с. Лист плотной бумаги
21. Гамма-излучение — это электромагнитное излучение, испускаемое ядрами атомов при радиоактивных превращениях. Оно, как правило, сопровождает бета-распад,
22. Правило смещения Радиоактивные превращения
23. Изотопы 1911 год, Ф.Содди Существуют ядра одного и того же химического элемента с одинаковым числом протонов,
24. Изотопы водорода
25. Закон радиоактивного распада Период полураспада Т – интервал времени, в течение которого активность радиоактивного элемента убывает
28. Скачать презентацию

Слайд 2

Цель: расширить знания учащихся по теме, доказать ядерную модель атома с

помощью опытов Резерфорда.

Слайд 3

Гипотеза о том, что вещества состоят из большого числа атомов, зародилась

свыше двух тысячелетий назад.

Позиция Демокрита: «Существует предел деления – атом».

Позиция Аристотеля:
« Делимость вещества бесконечна».

Слайд 4

Конкретные представления о строении атома развивались по мере накопления физикой фактов

о свойствах вещества.
1897 г - Дж. Дж. Томсон доказал существование электрона, измерил его заряд и массу.
1897 г - В. Вебер впервые высказал мысль об электронном строении атома ( электроны входят в состав атома).
1905 г - Ф. Линдеман утверждал, что атом кислорода имеет форму кольца, а атом серы- форму лепешки.
1903-1904 гг - Дж. Дж. Томсон предложил модель атома в виде положительно заряженного шара, в котором «плавают» электроны.

Слайд 5

Модель строения атома Томсона
Атом – шар, по всему объёму которого

равномерно распределён положительный заряд.
Внутри шара находятся электроны.
Каждый электрон может совершать колебательные движения около своего положения равновесия.
Положительный заряд шара равен по модулю суммарному заряду электронов, поэтому заряд атома в целом равен нулю.

Слайд 6

Слайд 7

Модель Томсона нуждалась в экспериментальной проверке. Важно было убедиться, действительно ли положительный

заряд распределён по всему объёму атома с постоянной плотностью. В 1909г. Эрнест Резерфорд совместно со своими сотрудниками Г. Гейгером и Э. Марсденом провёл ряд опытов по исследованию состава и строения атомов

Слайд 8

В 1903 г. доказал, что альфа-лучи состоят из положительно заряженных частиц.

Предсказал существование трансурановых элементов.
В 1908 г. ему была присуждена Нобелевская премия.

Резерфорд Эрнест (1871–1937) – английский физик, основоположник ядерной физики. Его исследования посвящены атомной и ядерной физике, радиоактивности. В 1899 г. открыл альфа - и бета-лучи. Вместе с Ф. Содди в 1903 г. разработал теорию радиоактивного распада и установил закон радиоактивных превращений.

Слайд 9

Идея опыта Резерфорда:
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-частица является ядром атома гелия.

Слайд 10

Слайд 11

Опыты показали: Подавляющая часть альфа-частиц проходит сквозь фольгу практически без отклонения или

с отклонением на малые углы; Некоторая небольшая часть альфа-частиц при прохождении через фольгу отклоняется на значительные углы ( 90,120,150 градусов);

Слайд 12

Обнаружилось, что некоторые α-частицы отклонялись на большие углы, до 180º.

Резерфорд понял, что такое отклонение возможно лишь при встрече с положительно заряженной частицей большой массы. Малая вероятность отклонения на большие углы говорила о том, что эта положительная частица имеет малые размеры, порядка ≅10–14 м.

Электроны, по Резерфорду, движутся вокруг ядра.
Оказалось, что радиус ядра R≈(10−14 ÷ 10−15)м и зависит от числа нуклонов в ядре.

Слайд 13

Выводы из опытов:
Положительный заряд сосредоточен в малой части атома – ядре;
Практически

вся масса атома сосредоточена в этом ядре;
Отклонения альфа-частиц на большие углы происходят в результате столкновения альфа – частиц с ядром одного из атомов;
Теоретические расчеты позволили оценить размеры ядер атомов – порядка 10-14 м, тогда как размеры атома в 10 000 раз больше.

Слайд 14

Слайд 15

Недостатки атома Резерфорда
Эта модель не согласуется с наблюдаемой стабильностью атомов. По

законам классической электродинамики вращающийся вокруг ядра электрон должен непрерывно излучать электромагнитные волны, а поэтому терять свою энергию. В результате электроны будут приближаться к ядру и в конце концов упадут на него.
Эта модель не объясняет наблюдаемые на опыте оптические спектры атомов. Оптические спектры атомов не непрерывны, как это следует из теории Резерфорда, а состоят из узких спектральных линий, т.е. атомы излучают и поглощают электромагнитные волны лишь определенных частот, характерных для данного химического элемента.

Слайд 16

Попыткой спасения планетарной модели атома стали постулаты
Нильса Бора

Слайд 17

Радиоактивность -
явление самопроизвольного превращения
неустойчивых ядер в устойчивые,
сопровождающееся испусканием
частиц

и излучением энергии.

Открытие - 1896 год

Слайд 18

Исследования радиоактивности
1898 год –
открыты полоний и радий
Все химические элементы,
начиная с

номера 83,
обладают радиоактивностью

Слайд 19

Виды радиоактивных излучений
Естественная радиоактивность;
Искусственная радиоактивность.
Свойства радиоактивных излучений
Ионизируют воздух;

Действуют на фотопластинку;
Вызывают свечение некоторых веществ;
Проникают через тонкие металлические пластинки;
Интенсивность излучения пропорциональна
концентрации вещества;
Интенсивность излучения не зависит от внешних факторов (давление, температура, освещенность, электрические разряды).

Слайд 20

Альфа-излучение представляет собой поток альфа-частиц, распространяющихся с начальной скоростью около 20 тыс.

км/с.
Лист плотной бумаги полностью задерживает их. Надежной защитой от альфа-частиц является также одежда человека.
Поскольку альфа-излучение имеет наибольшую ионизирующую, но наименьшую проникающую способность, внешнее облучение альфа-частицами практически безвредно, но попадание их внутрь организма весьма опасно.
Бета-излучение — поток бета-частиц, которые в зависимости от энергии излучения могут распространяться со скоростью, близкой к скорости света (300 тыс. км/с). На практике бета-частицы почти полностью поглощают оконные или автомобильные стекла и металлические экраны толщиной в несколько миллиметров. Одежда поглощает до 50 % бета-частиц. . Поэтому внешнее бета-облучение представляет серьезную опасность лишь при попадании радиоактивных веществ непосредственно на кожу (особенно на глаза) или же внутрь организма. Так, после Чернобыльской аварии наблюдались бета-ожоги ног за 50—100 км от АЭС.

Слайд 21

Гамма-излучение — это электромагнитное излучение, испускаемое ядрами атомов при радиоактивных превращениях. Оно,

как правило, сопровождает бета-распад, реже альфа-распад. Оно испускается отдельными порциями (квантами) и распространяется со скоростью света.
Гамма-излучение имеет наибольшую проникающую способность и в воздухе может распространяться на сотни метров. Для ослабления его энергии в два раза необходим слой вещества (слой половинного ослабления) толщиной: воды — 23 см, стали — около 3, бетона — 10, дерева — 30 см.
Из-за наибольшей проникающей способности гамма-излучение является важнейшим фактором поражающего действия радиоактивных излучений при внешнем облучении.
Хорошей защитой от гамма-излучений являются тяжелые металлы, например свинец, который для этих целей используется наиболее часто.

Слайд 22

Правило смещения
Радиоактивные превращения

Слайд 23

Изотопы
1911 год, Ф.Содди
Существуют ядра
одного и того же химического элемента
с

одинаковым числом протонов,
но различным числом нейтронов – изотопы.
Изотопы имеют одинаковые
химические свойства
(обусловлены зарядом ядра),
но разные физические свойства
(обусловлено массой).

Слайд 24

Изотопы водорода

Слайд 25

Закон радиоактивного распада
Период полураспада Т –
интервал времени,
в течение которого

активность
радиоактивного элемента
убывает в два раза.

Слайд 26

Строение атома. Опыты Резерфорда

Содержание

Цель: расширить знания учащихся по теме, доказать ядерную модель атома с

Гипотеза о том, что вещества состоят из большого числа атомов, зародилась

Конкретные представления о строении атома развивались по мере накопления физикой фактов

Модель строения атома ТомсонаАтом – шар, по всему объёму которого

Модель Томсона нуждалась в экспериментальной проверке. Важно было убедиться, действительно ли положительный

В 1903 г. доказал, что альфа-лучи состоят из положительно заряженных частиц.

Идея опыта Резерфорда:Зондировать атом альфа–частицами.Альфа-частицы возникают при распаде радия. Масса альфа-частицы

Опыты показали: Подавляющая часть альфа-частиц проходит сквозь фольгу практически без отклонения или

Обнаружилось, что некоторые α-частицы отклонялись на большие углы, до 180º.

Выводы из опытов:Положительный заряд сосредоточен в малой части атома – ядре;Практически

Недостатки атома РезерфордаЭта модель не согласуется с наблюдаемой стабильностью атомов. По

Попыткой спасения планетарной модели атома стали постулаты Нильса Бора

Радиоактивность - явление самопроизвольного превращениянеустойчивых ядер в устойчивые, сопровождающееся испусканием частиц

Исследования радиоактивности1898 год – открыты полоний и радийВсе химические элементы,начиная с

Виды радиоактивных излучений Естественная радиоактивность; Искусственная радиоактивность.Свойства радиоактивных излучений Ионизируют воздух;