Цели урока:
- повторить, закрепить, обобщить материал по теме «Первоначальные сведения о строении вещества», познакомиться с историей открытия броуновского движения;
- продолжить формирование практических и интеллектуальных умений;
- сформировать познавательный интерес, элементы творческого поиска.
Демонстрации:
1. Наблюдение броуновского движения (Проекция).
2. Диффузия в газах.
3. Сцепление свинцовых цилиндров.
4. Представление о размерах частиц.
5. Изменение объема тела при нагревании и охлаждении.
Класс разделен на три группы: две соревнующие команды и третью группу составляют главный судья (учитель), ученый секретарь, «подсудимый», защитник, свидетели.
Ученый секретарь. В городе «Молекулярный» идет суд над английским ботаником Робертом Броуном. Встать! Суд идет!
Главный судья. Сегодня слушается «Дело №1» по обвинению ботаника Роберта Броуна. Он обвиняется в том, что рассматривая в микроскоп взвешенные в воде споры плауна, доказал, что они находятся в непрерывном беспорядочном движении. Мы призываем сегодня обстоятельно разобраться в поставленном нами вопросе, со справедливостью и беспристрастностью выслушать показание свидетелей, вынести справедливый приговор! Ввести «подсудимого».
Главный судья. Установим личность подсудимого. Подсудимый, ваша фамилия, имя, год рождения, место работы.
«Подсудимый». Я, Роберт Броун, родился в1773 году в Англии, место работы: Почетный хранитель ботанического отделения Британского музея.
Защитник. Началась эта история в 1827 году. Почетный хранитель ботанического отделения Британского музея мистер Роберт Броун оторвал от окуляра микроскопа глаз и то ли с досадой, то ли с удовлетворением сказал:
«Подсудимый». Опять то же! В ярко освещенном поле зрения микроскопа взад и вперед сновали темные точки. Те, что покрупнее, двигались медленно, меняя направление. Более мелкие точки скакали беспорядочно, случайно бросаясь из стороны в сторону.
Я задумался: «Почему? А вдруг они живые? Это же будет величайшее открытие».
Защитник. Но как убедиться в этом? Даже в лучший микроскоп не разглядеть подробностей строения частичек цветочной пыльцы. И тут его озаряет идея: простая, как все гениальное. Почтенный ученый опрометью кинулся из кабинета…
«Подсудимый». Я зажал в кулаке кусочки глины, заторопился обратно. Всю дорогу повторял про себя условия эксперимента. «Глина - мертва! Мертва! В этом не усомнится никто! Значит ее частички, размешанные в воде, тоже будут мертвыми частицами. А если частицы будут неподвижными под микроскопом…Я взволнован!».
Защитник. Роберт Броун – настоящий ученый! Столкнувшись с непонятным явлением, он добросовестно исследовал явление. Частицы мертвой глины не уступали в резвости цветочной пыльце. Броун обнаружил, что в горячей воде частицы скачут быстрее, чем в холодной. Итак, открытое Броуном движение - это тепловое движение, и оно не может прекратиться.
Главный судья. Суд учтет эти факты.
Защитник. У меня пока все. Господа! Постарайтесь защитить «подсудимого Роберта Броуна».
Ученый секретарь. В распоряжение суда поступила телеграмма.
Телеграмма. Я, французский физик, Жан Перрен, заявляю, что суд считаю неправомерным! Ваше обвинение не имеет никакого отношения к единственному ботанику, прочно вошедшего в историю физики.
Достаточно взглянуть на маленькие частички, «взвешенные» в воде, и окажется, что они движутся весьма оживленно и совершенно беспорядочно. Это и есть броуновское движение, названное так в честь английского ботаника Броуна, который первый подметил такое движение.
Защитник. Жан Перрен с помощью микроскопа большого увеличения наблюдал броуновские частицы в очень тонких слоях жидкости. Он подчеркнул, что броуновское движение никогда не останавливается, оно вечно.
Свидетель 1. Броуновское движение – тепловое движение, оно не может прекратиться. С увеличением температуры интенсивность его растет.
Свидетель 2. Броуновское движение можно наблюдать и в газе. Его совершают взвешенные в воздухе частицы пыли или дыма.
Свидетель 3. Я, немецкий физик, Р. Поль, утверждаю, что немногие явления способны так увлечь наблюдателя, как броуновское движение. Здесь наблюдателю позволяется заглянуть за кулисы того, что совершается в природе. Перед ним открывается новый мир – безостановочная сутолока огромного числа частиц. Открытие броуновского движения имело большое значение для изучения строения вещества. Оно показало, что тела действительно состоят из отдельных частиц – молекул и что молекулы находятся в непрерывном беспорядочном движении. Никакое описание не может хотя бы приблизительно заменить собственное наблюдение.
Свидетель 1. Рассмотрим опытное подтверждение хаотического движения молекул.
Опыт «Наблюдение броуновского движения»
Приборы и материалы: прибор для демонстрации модели броуновского движения, эпипроектор, экран.
Главный судья. Суд учитывает эти факты.
Свидетель 4. Опытным доказательством того, что тела состоят из молекул, которые находятся в непрерывном беспорядочном движении, является диффузия.
Главный судья. Есть ли вопросы у заседателей?
Заседатель. Область применения этого явления?
Свидетель 5. Физика, техника, жизнь.
Главный судья. Вызываются свидетели улицы «Диффузия» и улицы «Взаимодействие». Готовы ли вы защищать это явление? Вы находитесь на площадке «Мыслители».
Площадка «Мыслители»
Защитник.
1. Чем объясняется распространение в воздухе запахов бензина, дыма, духов и других пахучих веществ?
2. Молекулы газа движутся со скоростями порядка несколько сот метров в секунду. Почему же в воздухе запах пролитого около нас бензина мы не чувствуем мгновенно?
3. Почему в газах и жидкостях диффузия протекает значительно быстрее, чем в твердых телах?
4. Чтобы огурцы более продолжительное время оставались малосольными, рассол с огурцами необходимо хранить в холодном помещении. Почему?
5. Что общего между склеиванием деревянных изделий, сваркой металлов и паянием их? Объяснение необходимо дать на основе знаний о молекулах и их движении.
6. Почему чернильные пятна на столе и на полу легче удалить вскоре после того, как были пролиты чернила, и значительно труднее сделать это впоследствии?
Главный судья. Суд учитывает эти факты. Поспешим на площадку «Чародеи»
Площадка «Чародеи»
Защитник.
О, сколько нам открытий чудных
Готовит просвещенья дух,
И опыт, сын ошибок трудных,
И гений, парадоксов друг.
А.С. Пушкин
Прошу свидетелей улиц «Диффузия» и «Взаимодействие» показать интересные опыты и объяснить их.
Опыт №1. «Диффузия в газах»
Приборы и материалы: мензурка, крючок, лист бумаги, тонкие полоски промокательной бумаги, раствор нашатырного спирта, раствор фенолфталеина, вата.
Опыт №2. «Сцепление свинцовых цилиндров»
Приборы и материалы: два свинцовых цилиндра, набор гирь, штатив универсальный.
Главный судья. Суд учитывает и эти факты. На ваших улицах находятся площадки «Приборы», «Эрудиты», «Чудеса? Нет, физика!» и «Великие ученые!». Ученый секретарь, «Градоначальник» и защитник помогут вам побывать на них и выполнить задания.
Площадка «Приборы»
«Градоначальник». Уважаемые свидетели улиц «Диффузия» и «Взаимодействие». Вы находитесь на площадке «Приборы».
1. Объясните, где применяются физические приборы: мензурка и термометр.
2. Как способствуют они проведению в жизнь законов физической страны.
3. Продемонстрируйте приборы в действии.
Площадка «Эрудиты»
Ученый секретарь:
Я назвала игру «Эрудиты».
А суть ее очень проста:
Должны вы мой вопрос понять
И верный на него ответ мне дать.
1. Какое вещество получает другое название при переходе его из жидкого состояния в твердое?
2. Отличаются ли молекулы холодной воды от молекул теплой и горячей воды? молекул льда?
3. Почему, разломав карандаш, мы не можем соединить его части так, чтобы он вновь стал целым?
4. Почему твердые тела не распадаются на отдельные молекулы?
Площадка «Чудеса? Нет, физика!»
Защитник. Свидетели улиц «Диффузия» и «Взаимодействие». Какие опытные факты свидетельствуют о том, что все тела состоят из мельчайших частиц, не видимых глазом? Продемонстрируйте опыты и объясните их.
Свидетель улицы «Диффузия» получает приборы и материалы: несколько мензурок, сосуд с водой, кристаллики марганцовокислого калия. «Представление о размерах частиц»
Свидетель улицы «Взаимодействие» получает приборы и материалы: стальной шарик, свободно проходящий через кольцо, штатив с кольцом и лапкой, спиртовка, спички. «Изменение объема тела при нагревании и охлаждении»
Площадка «Великие ученые!»
Ученый секретарь. Кому принадлежит каждое из приведенных высказываний или о ком оно?
1. «Сложен мир, сложен мир из мельчайших частиц, - так считал древний грек». Как его звали?
2. Он был ученый и поэт.
Он размышлял про тьму и свет.
В чем сходство стужи и тепла?
Что можно сделать из стекла?
Он краски изучал и цвет.
Он создал университет.
И, как сказал о нем поэт,
«Он сам был университет»
Его фамилия?
Главный судья. Итак, суд учел все факты. Заканчивая изучение темы «Первоначальные сведения о строении вещества», выделите основные положения молекулярно-кинетической теории (Вывод учащихся).
Презентация «Первоначальные сведения о строении вещества»
Главный судья. Ребята! На этом «заседании» «суд» выносит частное определение в ваш адрес: ваши успехи оцениваются по результатам работы над темой «Первоначальные сведения о строении вещества». (Комментирование оценок).
Если ум и старанья прилагаются,
То быстро вопросы по теме
«Первоначальные сведения о строении вещества» разрешаются.
Как видите – дружный класс все решил
И пятерки получил.
Старанья, знанья, творчества я требую от вас,
Мой удивительный, трудолюбивый класс!
Заседание суда считаю закрытым.