План-конспект урока "Строение атомов. Объяснение электрических явлений"

Министерство образования

Московской области

Государственное бюджетное специальное

(коррекционное) образовательное учреждение для обучающихся, воспитанников с ограниченными возможностями здоровья  Хотьковская специальная (коррекционная) общеобразовательная школа-интернат V вида Московской области

141351  Московская область, Сергиево-Посадский р-н,  д. Жучки  д. 71, Тел.  [phone],  8 [phone],  8 [phone]

                                                                           Утверждаю

                                                                                        Директор ______________ Ильин С. М.

                                                                                        «____» ______________ 20 ____г.

План-конспект

открытого  урока по физике

для студентов дефектологического факультета МГОУ

в 8-Б классе

Учитель:  Кшукина Татьяна Юрьевна

Дата проведения:  04 марта  2014 года

Тема урока: «Строение атомов. Объяснение электрических явлений».

Цель урока: познакомить обучающихся со строением атомов, образованием положительных и отрицательныхионов, объяснить поведение электронов в проводникахи диэлектриках.

Задачи урока: - образовательная: ознакомление обучающихся со строением атома, электрическими явлениями; расширение представлений школьников о физической картине мира;

                           - развивающая:   отработка    навыков    определения   состава атома, состава ядра атома по периодической системе химических элементов; развитие навыков работы с опорным конспектом, таблицами и схемами, учебной литературой; развитие критического мышления и познавательной компетентности;

                         - воспитательная: развитие любознательности, формирова-ние умений излагать свою точку зрения и отстаивать свою правоту; воспитание активной жизненной позиции.

Тип урока:  урок обобщения и систематизации знаний.

Форма урока:  урок физики с использованием компьютера и интерактивной доски.

Методы: беседа, самостоятельная работа по карточкам-заданиям со взаимопроверкой, работа по тестам.

Используемые технологии: игровые, информационно-коммуникативные, личностно-ориентированные, здоровьесберегающие, коррекционно-развивающие.

Демонстрационное оборудование: компьютер; интерактивная доска; мультимедийный проектор, классная доска, Периодическая таблица химических элементов Д. И. Менделеева, 2 электрометра, металлический стержень, эбонитовая палочка, штатив, гильза.

Раздаточный материал:  карточки с заданиями, дифференцированные тестовые задания.

Ход урока.

Организационный момент (приветствие, заполнение журнала).

I часть.  Актуализация знаний.

1.  Речевая гимнастика

Выполнение задания № 1 на раздаточных листах, работа в парах: взаимопроверка выполненного задания.

Вставьте пропущенные буквы в словах и подчеркните их.

…л…ктрон                                              …т…алк…ваются 

П…л…жительный                                   Пр…тягиваются

…тр…цательный                                     …л…ктр…скоп

…б…нитовая                                           …лектр…метр

Ст…клян…ая                                           Пр…в…дники

Заря…                                                      Д……лектрики

…л…ктрический                                      Ат…м

Вставьте пропущенные буквы в словах и подчеркните их.

Электрон                                              Отталкиваются 

Положительный                                   Притягиваются

Отрицательный                                    Электроскоп

Эбонитовая                                          Электрометр

Стеклянная                                           Проводники

Заряд                                                    Диэлектрики

Электрический                                     Атом

Выполнение задания № 2 на раздаточных листах, работа в парах: взаимопроверка выполненного задания.

«Удали лишнее»

        Электрон, кипение, положительный, электрометр, эбонит, вода, электрический, электризация, пар, заряд, кулон, янтарь, металл, кремний, материя, прилипают, частица.

«Удали лишнее»

        Электрон, кипение, положительный, электрометр, эбонит, вода, электрический,  электризация,  пар,  заряд,  кулон, янтарь, металл, кремний,

материя, прилипают, частица.

2.  Физкультурная минутка.

II часть.  Изучение нового материала (использование презентации).

1.  Вступительное слово учителя.

Сообщение темы, постановка цели и задач урока. Учитель сообщает тему урока, дату проведения урока, цель урока (обучающиеся записывают в тетради дату и тему урока).

2. Объяснение нового материала.

Модели атома, существовавшие до начала XIX века.

        В начале века в физике бытовали самые разные и часто фантастические представления о строении атома.

       Например, ректор Мюнхенского университета Фердинанд Линдеман в 1905 г. утверждал, что «атом кослорода имеет форму кольца, а атом серы - форму лепешки».

        Продолжала жить и теория «вихревого атома» лорда Кельвина, согласно которой, атом устроен подобно кольцам дыма, выпускаемым изо рта опытного курильщика.

        Но большинство физиков склонялись к мысли, что прав Дж. Дж. Томсон атом - равномерно положительно заряженный шар диаметром 10 ^-8 см, внутри которого плавают отрицательные электроны, размеры которых 10 ^-11 см. Сам Томсон относился к своей модели без энтузиазма.

        Джон Стоней еще в 1891 г. предполагал, что электроны движутся вокруг атома, подобно спутникам планет. Японский физик Хантаро Насаока в 1903 г. говорил, что атом представляет своего родасложную астрономическую систему, подобно кольцу Сатурна.

        Вопрос о строении атома изучали и русские физики: Петр Николаевич Лебедев и известный ученый-народник Николай Морозов.

        Ни один из сторонников идеи планетарного атома не мог подтвердить опытом. Такой опыт в 1909 г. поставил Эрнест Резерфорд.

Опыты Резерфорда.

        Английский физик Эрнест Резерфорд, исследуя излучение радиоактивных веществ, особое внимание уделял излучению, состоящему из положительнозаряженных частиц, называемых a- частицами. Он установил, что каждая а-частица, попадая на экран из сернистого цинка, вызывают вспышку света. Испытав рассеяние в золотой фольге, а-частицы ударялись затем в экран и регистрировались с помощью микроскопа.

        Согласно предложенной Томсоном модели атома, а-частицы должны были бы свободно проходить сквозь атомы золота и только отдельные а-частицы могли слегка отклоняться в электрическом поле электрона.  Поэтому следовало ожидать, что пучок а-частиц при прохождении через тонкую фольгу слегка расплывется на небольшие углы. Такое рассеивание на малые углы действительно наблюдалось, но совершенно неожиданно оказалось, что примерно одна а-частица  из 20 000, падающих на золотую фольгу толщиной всего лишь 4 * 10 ^-5 см, возвращается назад в сторону источника.

        Резерфорду понадобилось несколько лет, чтобы окончательно понять столь неожиданное рассеяние а-частиц на большие углы. Он пришел к выводу, что положительный заряд атома сосредоточен в очень малом объеме  ив центре атома, а не распределен по всему атому, как в модели Томсона.  

Резерфорд предложил ядерную («планетарную») модель атома:

- атомы любого элемента состоят из положительно заряженной части, получившей название ядра;

-  в состав ядра входят положительно заряженные элементарные частицы - протоны (позднее было установлено, что и нейтральные нейтроны);

- вокруг ядра  вращаются электроны, образующие так называемую электронную оболочку.

         Пользуясь схемой, можно объяснить сначала строение атома водорода, имеющего один протон и один электрон. Затем рассматривается ядерная модель строения более сложных атомов - гелия и лития. В качестве упражнения может быть рассмотрено строение атомов более сложных элементов.

        В процессе рассмотрения строения атомов различных элементов, учи­тель задает вопросы:

-   Чем отличаются друг от друга атомы различных химических элементов?

- Что является главной характеристикой  определенного химиче­ского элемента?

-   Какие частицы входят в состав ядра?

        Необходимо отметить, что атом, потерявший (или приобретший) один или несколько электронов, уже не является нейтральным, а будет иметь положительный (или отрицательный) заряд. Его называют положительным (или отрицательным) ионом.

        Заряд ядра  атома  q_я = Z_е, где е - элементарный электрический заряд, Z - порядковый номер элемента в таблице Менделеева, определяет число электронов в атоме. Химические свойства зависят только от зарядового числа.

Ядро состоит из протонов и нейтронов:

A = Z + N

Z_p = Z_n,

где Z - число протонов в ядре, N - число нейтронов; А - массовое число (суммарное число нуклонов в ядре).

1 а.е.м. = 1,66058 • 10^-27 кг.

3.  Заслушивание доклада обучающейся.

Ученица рассказывает о биографии и трудах Резерфорда.

Эрнест Резерфорд

        Эрнест родился 30 августа 1871 г. вблизи г. Нелсон (Новая Зеландия) в семье переселенца из Шотлацдии. Эрнест был четвертым из 12 детей. Мать работала сельской учительницей. Отец организовал деревообрабатывающее предприятие. Под руководством отца мальчик получил хорошую подготовку для работы в мас­терской, что впоследствии помогало ему при конструировании и постройке научной аппаратуры. Окончив школу в Хавелоке, где в это время жила семья, он получил сти­пендию для продолжения образования в колледже Нелсон, куда поступил в 1887 г. В колледже на него оказали большое влияние его учителя: преподаватели физики, химии и математики.

        Его магистерская работа касалась обнаружения высокочастотных волн.

       В 1891 г., будучи студентом 2-го курса, Эрнест выступил в кружке с докладом «Эволюция элементов». Название доклада удивило всех слушателей. Он заявил, что все атомы - сложные вещества и построены из одних и тех же составных частей. Большинство участников кружка посчитало доклад лишенным здравого смысла. Но через 12 лет молодой ученый уже имел первые неопровержимые эксперименталь­ные доказательства.

        В 1903 г. его избирают членом Лондонского Королевского общества, а в 1907 г. Эрнест возвращается в Англию и занимает должность профессора кафедры физики Манчестерского университета. В университете Резерфорд вместе с Гейгером раз­вернул работы по подсчету а-частиц с помощью сцинтилляционного метода. В 1908 г. Резерфорд становится Нобелевским лауреатом за исследование радиоактивных элементов.

        С 1925-1930 гг. Эрнест Резерфорд - президент Королевского общества, а в 1931 г. получил титул барона и стал лордом. Школа Резерфорда становится самой большой в Манчестере.

        В 1937 г. 19 октября Эрнест Резерфорд умер. Его смерть стала огромной утра­той для науки.

        «С уходом из жизни Эрнеста закончился путь одного из величайших людей, рабо­тавших в науке. Безграничный энтузиазм и неутомимое дерзание Резерфорда вели его от открытия к открытию», говорил про Эрнеста Н. Бор.

Объяснение электрических явлений.

        Прежде всего необходимо напомнить обучающимся ряд положений, выте­кающих из электронной теории:

-   Тело нейтрально, когда сумма всех отрицательных зарядов в теле равна по абсолютному значению сумме всех положительных зарядов и тело в целом не имеет заряда.

-   Тело заряжено отрицательно в том случае, если оно обладает избы­точным, по сравнению с нормальным, числом электронов.

- Тело обладает положительным зарядом в том случае, если у него недостаточно электронов.

-  При  электризации  трением  заряды  обоих  тел равны по абсолютному значению и противоположны по знаку, ведь при электризации заря­ды не создаются, а только разделяются - часть отрицательных заря­дов переходит с одного тела на другое;

-   В металлах электроны, наиболее удаленные от ядра, могут покидать свое место и свободно двигаться между атомами. Эти электроны на­зываются свободными электронами. Те вещества, в которых есть свободные электроны, являются проводниками.

-  Во многих  неметаллах  (эбонит,  резина, пластмасса и др.) электроны прочно удерживаются в своих атомах и не могут двигаться в элек­трическом поле, поэтому такие вещества являются непроводниками или диэлектриками.

        Можно коллективно обсудить вопросы:

-   Имеют ли  электроны  и  ядро  в  атоме свое электрическое поле? (Так как ядро и электроны обладают зарядами, то вокруг этих зарядов должны существовать поля.)

-   Почему  же  тогда  атом  нейтральный? (Так как величина положитель­ного и отрицательного зарядов в атоме одинакова, то и поля, суще­ствующие вокруг этих зарядов, также будут одинаковыми по вели­чине, но противоположными по направлению. При наложении этих полей друг на друга их действие компенсируется.)

        При электризации происходит перераспределение зарядов.

4.  Проведение экспериментов.

Эксперимент 1

        Заряжаем электрометр положительным зарядом. Соединяем проволо­кой, укрепленной на изолирующей ручке, стержень заряженного со стерж­нем незаряженного электрометра.

Объяснение. Вокруг заряда, находящегося на первом электрометре, существует электрическое поле. Это поле после соединения действует на электроны проводимости как проволоки, так и стержня второго электрометра. Часть электронов перейдет на первый. На втором будет недостаток электронов.

Эксперимент 2

        Притяжение к наэлектризованной полоске диэлектриков, которые преварительно не наэлектризованы.

Объяснение. При приближении наэлектризованной полоски к бумажной гильзе, то есть к диэлектрику электрическое поле заряда полоски действует на электроны атомов бумаги, при этом форма внешних орбит электронов в атомах диэлектрика изменяется и становится вытянутой. В зависимости от знака заряда, создающего поле, электроны смещают в сторону. Поэтому на близлежащей стороне гильзы наведется заряд, противоположный заряду полоски. Внутри неоднородного диэлектрика электрическое поле будет скомпенсировано. После соприкосновения гильза заряжена одноименным знаком с палочкой и отталкивается.

Эксперимент 3

        Кристаллизатор заполняем касторовым маслом, в которое подмешиваем манную крупу. Помещаем два цилиндра, соединенные с кондукторами электрофорной машины. Получаем спектр. По спектру судим о характере поля, созданного разноименными зарядами.

5.  Решение задач.

Задача 1.

        Почему незаряженные тела притягиваются к заряженным независимо от знака их заряда?

Решение: Заряженное тело создает вокруг себя электрическое поле, кото­рое, действуя на электроны и протоны в незаряженном теле, вызывает в нем разделение зарядов (рис. 11). В результате заряженное тело 1 будет притяги­вать «ближнюю половину» незаряженного тела 2 и отталкивать «дальнюю».  Хотя  заряды  «половин»  тела  2  по  модулю  одинаковы,  на

«ближнюю» его половину действует более сильное поле, поскольку она находится ближе к  телу 1. Вследствие этого притяжение «переси­лит» отталкивание.

Рис. 11

Задача 2.

        Как с помощью отрицательно заряженного металлического шарика зарядить положительно другой такой же шарик, не изменяя заряда первого шарика?

Решение:    Можно    поднести    заряженный    шарик    к    незаряженному,

коснувшись  при  этом  незаряженного шарика пальцем (на короткое время

заземлить). В результате этого шарик приобретет положительный заряд. Заряд первого шарика останется неизменным.

Задача 3.

        Как с помощью отрицательно заряженного металлического шарика за­рядить отрицательно другой такой же шарик, не изменяя заряда первого?

Решение: Вначале следует получить положительный заряд на каком-либо проводнике (см. предыдущую задачу). Затем поднести этот проводник к неза­ряженному шарику и, коснувшись его пальцем, на короткое время заземлить.

Задача 4.

        Как известно, одноименные заряды отталкиваются. А могут ли два одноименно заряженных тела притягиваться друг к другу?

Решение: Эффект перераспределения зарядов может привести к притя­жению одноименно заряженных тел: «ближняя» сторона одного из них мо­жет изменить знак заряда (см. рис. 12). Притяжение меньшего по модулю, но ближе расположенного заряда «пересилит отталкивание большего по модулю, но более далекого заряда. Такое возможно, если тела находятся достаточно близко друг к другу и заряд одного из них во много раз превышает заряд другого.

Рис. 12

Задача 5.

        Может ли тело при заземлении приобрести электрический заряд?

Решение: Да, если тело проводящее и находится во внешнем электри­ческом поле. Это поле вызывает перераспределение заряда (рис. 13).

Задача 6.

        Покажите спомощью схематических рисунков, как рапполагается заряд на заоряженных проводящих шаре и конусе. Внешнее электрическое поле отсутствует.

Решение: Электроны располагаются равномерно по всей поверхности проводника. Поэтому в шаре заряд располагается равномерно, а в конусе самое сильное электрическое поле у вершины, где на единицу объема приходится больший заряд (рис. 14).

Рис. 14

        Для самостоятельного решения можно предложить обучающимся следующие задачи:

Задача 7

        Чем отличается наэлектризованное тело от не наэлектризованного с точки зрения его внутреннего строения?

Задача 8

        Если телу, заряженному положительно, сообщить такой же по модулю отрицательный заряд, то тело окажется электрически нейтральным. Можно ли сказать, что заряды в этом теле исчезли?

Задача 9

        Могут ли две подвешенные на нитях проводящие гильзы сначала притянуться друг к другу, а затем оттолкнуться, если до взаимодействия одна из них была заряжена, а другая - нет?

Если до взаимодействия обе были заряжены одноименно?

Если до взаимодействия обе были заряжены разноименно?

Задача 10

        Полый металлический шарик поместили в сильное электрическое поле. Существует ли поле в полости?

7.  Гимнастика для глаз.

III часть.  Закрепление изученного материала.

1.  Выполнение дифференцированных тестовых заданий.

Тест

Дифференцированный: «3» - три вопроса, «4» - четыре вопроса, «5» - пять вопросов

1.  При трении о шелк стекло заряжается:

А - положительно

Б - отрицательно

В - нейтрально

Г - нет правильного ответа

2.  Какая частица имеет наименьший отрицательный электрический заряд?

А - электрон

Б - нейтрон

В - протон

Г - нет правильного ответа

3.  Если наэлектризованное тело отталкивается от эбонитовой палочки, потертой о мех, то оно:

А - не имеет заряда

Б - заряжено положительно

В - заряжено отрицательно

Г - нет правильного ответа

4.  Какие частицы входят в состав ядра атома?

А - электроны и протоны

Б - нейтроны и протоны

В - электроны и нейтроны

Г - нет правильного ответа

5.  В каких единицах измеряется электрический заряд?

А - ватт

Б - кулон

В - джоуль

Г - нет правильного ответа

Ответы:

1 - А

2 - А

3 - В

4 - Б

5 - Б

IV часть.    Домашнее задание.

§§ 30,31; упр. № 11 задание 1 стр. 69, вопросы 4, 5 стр. 69 (устно).

V часть.    Итог (конец урока).

Учитель подводит итоги урока; провожает обучающихся.

Используемая литература:

Методическая  и учебная литература:

1.    А. В. Перышкин. Базовый учебник.  Физика. 8 класс. - М.: Дрофа, 2008 г.;

2.  В. А.  Волков.  Поурочные  разработки по физике (к учебнику А. В. Перышкина, С. В. Громовой, Н. А. Родиной). 8 класс. - М.: ВАКО, 2006 г.;

3.    Е.  М.   Гутник,   Е.  В.  Рыбакова,   Е.  В.    Шаронина. Тематическое    и    поурочное планирование к учебнику А. В. Перышкина. Физика. 8 класс. - М.: Дрофа, 2011 г.;

4.    В. А. Шевцов. Поурочные планы по учебнику А. В. Перышкина. Физика. 8 класс. - В.: Учитель, 2003 г.;

5.   О. И.   Громцева.    Контрольные     и   самостоятельные   работы   по  физике    (к учебнику А. В. Перышкина и др.). Физика. 8 класс. - М.: Экзамен, 2013 г.;

6.    А.  В.    Перышкин.    Сборник      задач     по     физике.   7-9 классы    (к  учебнику А. В. Перышкина и др.).  - М.: Экзамен, 2013 г.;

7.    В. И. Лукашик, Е. В. Иванова. Сборник  задач  по   физике.  7-9 классы.  - М.: Просвещение, 2012 г.;

8.    А. Е. Марон, Е. А. Марон, С. В. Позойский. Сборник вопросов и задач (к учебнику А. В. Перышкина, Е. М. Гутник). Физика. 7-9 классы. - М.: Дрофа, 2013 г.;

9.    А. Е. Марон, Е. А. Марон. Физика. 8 класс. Дидактические материалы. - М.: Дрофа, 2013 г.;

10. О. И. Лебедева, Н. Е. Гурецкая. Физика. Диагностические работы для проведения промежуточной аттестации. 7-9 классы. - М.: ВАКО, 2013 г.;

11. В. А. Орлов, А. О. Татур. Тестовые материалы  для  оценки  качества  обучения. Физика 7-9 класс. - М.: Интеллект-Центр, 2012 г.;

12.  В. А. Шевцов. Физика. 7-11 классы. Тесты. - В.: Учитель, 2005 г.;

13.   А.  В.  Чеботарева.  Тесты  по  физике  к  учебнику  А.  В.  Перышкина. Физика. 8 класс. - М.: Экзамен, 2014 г..

Медиаресурсы:

1.   Библиотека  электронных  наглядных  пособий «ФИЗИКА. 7-11». - ГУ РЦ ЭМТО, Кирилл и Мефодий, 2003 г.;

2.   Учебное  электронное  издание  «ФИЗИКА.  7-11   классы.  Практикум.   2  CD. - Компания «Физикон», 2002 г.;

3.  Интерактивный   курс  физики  7-11.  - ООО  «Физикон»,  2004-MSC Software Co, 2002 г. (русская версия «Живая физика» ИНТ, 2003);

4.  Библиотека   наглядных   пособий:  ФИЗИКА.   7-11   классы.   На   платформе   «1С: Образование. 3.0»: 2 CD: Под ред. Н. К. Ханнанова. - Дрофа-Формоза-Пермский РЦИ, 2003 г.;

5.   Электронное     приложение     к     учебнику    В.   В.    Белаги,    И.   А.  Ломаченкова,  Ю. А. Панебратцева «ФИЗИКА 8 класс». - М.: Просвещение, 2010 г..

Приложение

Задание № 1.

Вставьте пропущенные буквы в словах и подчеркните их.

…л…ктрон                                              …т…алк…ваются 

П…л…жительный                                   Пр…тягиваются

…тр…цательный                                     …л…ктр…скоп

…б…нитовая                                           …лектр…метр

Ст…клян…ая                                           Пр…в…дники

Заря…                                                      Д……лектрики

…л…ктрический                                      Ат…м

Задание № 2.

«Удали лишнее»

        Электрон, кипение, положительный, электрометр, эбонит, вода, электрический, электризация, пар, заряд, кулон, янтарь, металл, кремний, материя, прилипают, частица.

Задание № 3.

Тест

Дифференцированный: «3» - три вопроса, «4» - четыре вопроса, «5» - пять вопросов

1.  При трении о шелк стекло заряжается:

А - положительно

Б - отрицательно

В - нейтрально

Г - нет правильного ответа

2.  Какая частица имеет наименьший отрицательный электрический заряд?

А - электрон

Б - нейтрон

В - протон

Г - нет правильного ответа

3.  Если наэлектризованное тело отталкивается от эбонитовой палочки, потертой о мех, то оно:

А - не имеет заряда

Б - заряжено положительно

В - заряжено отрицательно

Г - нет правильного ответа

4.  Какие частицы входят в состав ядра атома?

А - электроны и протоны

Б - нейтроны и протоны

В - электроны и нейтроны

Г - нет правильного ответа

5.  В каких единицах измеряется электрический заряд?

А - ватт

Б - кулон

В - джоуль

Г - нет правильного ответа