Материал к уроку "Элементы развития учения о строении атома"

“…Выслушай то, что скажу,
И ты сам, несомненно, признаешь,
Что существуют тела,
Которых мы видеть не можем”

Лукреций

Цель урока:

1. Обобщить и систематизировать знания о строении атома, полученные ранее в курсах физики и химии. Учащиеся должны вспомнить важнейшие факты из истории развития атомной физики.
2. Развитие мышления учащихся при обобщении знаний и развитие интереса к предмету путем привлечения исторического материала

1. Организация начала урока.
2. Работа над изучаемым материалом.
3. Подведение итогов урока.

Содержание отдельных этапов урока: Организация начала урока: обеспечение общей готовности учащихся к уроку, выделение цели и задач урока. Работа над изучаемым материалом.

То, что нельзя увидеть простым глазом, кажется всегда загадочным и увлекательным. Невидимому миру человек всегда приписывал те или другие таинственные могучие силы. Но такие теории не удовлетворяли пытливый ум человека. Наиболее мудрые из людей все дальше и дальше уходили в область малых расстояний в надежде найти те мельчайшие “кирпичики”, из которых построено мироздание, и для них уже исследовать законы природы.

1 учащийся: (выступление докладчиков сопровождается показом презентации см. Приложение 1)

Мысль о том, что вещество построено из мельчайших “кирпичиков” высказывалась еще древнегреческими учеными. Более двух тысяч лет тому назад в столице древней Греции Афинах жил знаменитый философ Анаксагор. Он учил, что все вещи построены из первичных мельчайших частиц – “семян”. По обвинению в безбожии Анаксагор был выслан из Афин и умер в ссылке.

Однако идеи Анаксагора развили его последователи – Левкипп и Демокрит. Они сделали гениальную попытку объяснить строение мира, не прибегая ни к каким сверхъестественным обоснованиям. Итак, с точки зрения Демокрита и Левкиппа вселенная состоит из пустого пространства и бесконечного множества мельчайших частиц – атомов, одинаковых по своим свойствам и движущихся без всякой видимой причины. Существует предел деления атомов. (Учащиеся заполняют 1 строку таблицы см. Приложение 2)

Римский поэт-философ Лукреций в поэме “О природе вещей” писал:

“…Существуют такие тела,
Что прочны и вечны.
Это – вещей семена
И начала в учении нашем,
То из чего получился весь мир,
Существующий ныне…
Первоначала вещей, таким образом,
Просты и плотны.
Иначе ведь не могли бы они,
Сохраняясь веками,
От бесконечных времен и досель
Восстанавливать вещи.”

Еще один древнегреческий мыслитель – Аристотель - сыграл немаловажную роль в науке о строении вещества. Он утверждал, что в природе нет пустоты, материя непрерывна, а делимость вещества бесконечна (Учащиеся заполняют 2 строку таблицы)

Это учение Аристотеля господствовало примерно до XVII столетия, в котором атомистические представления вновь возродились.

Учение о строении всех тел из атомов противоречило учению церкви и жестоко преследовалось. Так в начале XVIIвека в 1626 году французский парламент специальным декретом запретил под страхом смертной казни заниматься атомной теорией. Но, несмотря на это ученые продолжали выступать с учением об атомах.

В 1647 году во Франции вышла книга ученого Гассенди об атомах. Гассенди утверждал, что атомы – мельчайшие физические тела разнообразной формы и отличающиеся друг от друга весом и величиной. Молекула – соединение нескольких атомов. (Учащиеся заполняют 3 строку таблицы)

Однако все это оставалось только догадкой, ибо существовавший тогда уровень развития науки не позволял доказать существование атома.

Нидерландский физик Христиан Гюйгенс утверждал, что главное свойство атома – бесконечная твердость, противостоящая любым попыткам разделить атом на части. (Учащиеся заполняют 4 строку таблицы) Таким образом, он подтвердил правильность названия данного древними греками: атом - неделимый.

Весьма интересны атомистические представления хорватского ученого XVIIстолетия Р.Бошковича. У Бошковича атомы – это не частички вещества, а некие точки, рассматриваемые как “силовые центры”. Все “центры” одинаковы, а различные свойства веществ объясняются различием во взаимном расположении “центров”. Представления Бошковича, по сути дела, первая попытка ввести в физическую картину мира силовые поля. Эти представления оказали в последствии влияние на взгляды М.Фарадея. (Учащиеся заполняют 5 строку таблицы)

Большая заслуга в формулировке научной атомной гипотезы принадлежит М.В.Ломоносову. В своих трудах он дал основы кинетической теории газов и кинетической теории тепла. Молекулярно-кинетическая теория подтверждалась экспериментальными данными.Справедливость этой теории свидетельствовала о реальности существования атомов и молекул.

По словам Ломоносова, вещество состоит из мельчайших частиц – атомов, и их сочетаний – молекул. Атом характеризуется определенной массой и обладает химическими свойствами. (Учащиеся заполняют 6 строку таблицы)

Химик У.Праут в 1815 году выдвинул гипотезу о том, что все атомы построены из атомов водорода.

Вопрос о строении атома оставался нерешенным. Атом по-прежнему считали неделимым. На вопрос о том, является ли атом простейшей частицей, или он в свою очередь построен из более простых частиц, могли ответить только основываясь на экспериментальных фактах.

3 учащийся:

В 1895 году Г.Кирхгоф и Р.Бунзен открыли спектральный анализ – метод определения химического состава вещества по его спектру. Было установлено, что атомы имеют различные спектры. (Учащиеся заполняют 7 строку таблицы)

Спустя 10 лет в 1869 году Д.И.Менделеев создал свою знаменитую Периодическую систему, что имело неоценимое значение для науки. Открыв периодический закон Д.И. Менделеев создал “карту атомного мира”. Сам Менделеев писал: “…Мы, говоря об атомах, не будем под этим словом подразумевать то, что подразумевали метафизики, не нечто неделимое, а то, что при данных условиях представляется неделимым” (Учащиеся заполняют 8 строку таблицы)

Многие физические явления, известные физикам, свидетельствовали о том, что атомам присущи электрические заряды.

В 1895 году В.Рентген открыл и всесторонне изучил Х-лучи, названные впоследствии в честь него рентгеновскими. Эти лучи представляли собой электромагнитные волны, возникающие при торможении быстро летящих электронов веществом анода.(Учащиеся заполняют 9 строку таблицы)

Дж. Дж. Томсон изучая отклонения катодных лучей в электрическом и магнитных полях открыл в 1897 году электрон (Учащиеся заполняют 10 строку таблицы)

В 1896 году Анри Беккерель исследуя соль урана обнаружил, что атомы урана испускают невидимое глазом излучение, которое способно ионизировать воздух, делая его проводником электричества. Этот вид излучения получил впоследствии название радиоактивного. (Учащиеся заполняют 11 строку таблицы)

Польская ученая Мария Кюри и ее супруг француз Пьер Кюри установили, что радиоактивное излучение испускают не только соли урана, но и атомы других элементов. По радиоактивному излучению они открыли два ранее неизвестных элемента – радий, полоний. (Учащиеся заполняют 12 строку таблицы)

Исследовать природу радиоактивного излучения взялся английский физик Э.Резерфорд. Он и его сотрудник Ф.Содди установили в 1902 году, что атомы одного химического элемента могут превращаться в атомы другого химического элемента. Этот переход сопровождается испусканием различных частиц (Учащиеся заполняют 13 строку таблицы)

Все это свидетельствовало об “электрическом” строении атома. И в 1903 году Дж. Дж. Томсон предложил первую модель атома. Она представляла собой положительно заряженную по объему сферу диаметром 10 , внутрь которой вкраплены электроны. На основе этой модели Резерфорд пытался объяснить результаты проделанных опытов по рассеянию ?-частиц. Но тут выяснилась непригодность этой модели. Рассуждения привели Резерфорда к совершенно отличному от Томсона представлению о строении атома, и им была разработана новая теория атома, которая существует до сих пор.

Подведение итогов урока

Выступление преподавателя:

Итак, мы вспомнили основные этапы в развитии теории о строении атома и повторили некоторые вопросы, изученные вами ранее в курсах физики и химии. Все эти знания мы объединили в единое целое и в результате получили таблицу, в которой собраны основные сведения о становлении теории атома. Теперь мы видим, каковы временные масштабы развития учения о строении атома, какой путь прошли ученые с момента зарождения теории до создания модели.