Презентация по физике на темк "Строение атома" (11 класс)

• 1 слайд

  СТРОЕНИЕ
  АТОМА
  Харчевникова А.А.
  Учитель физики МАОУ СОШ №171
  

• 2 слайд

  “Отыщи всему начало
  и ты многое поймёшь”
  
  Козьма Прутков
  

• 3 слайд

  Атом - именно это понятие было введено древнегреческим ученым Левкиппом для обозначения мельчайших единиц бытия.
  

• 4 слайд

  Начальные представления о строении атома
  Демокрит
  (ок.460 – 370 до н.э.)
  Вещества состоят из атомов- мельчайших неделимых частиц
  
  (атомос (греч.)- неделимый)
  

• 5 слайд

  Доказана реальность существования атомов
  Ломоносов
  Михаил Васильевич
  (1711-1765)
  Лавуазье
  Антуан Лоран
  (1743-1794)
  

• 6 слайд

  1833г.
  Исследование явления электролиза
  Фарадей
  Майкл
  (1791-1867)
  Ток в растворе электролита это упорядоченное движение заряженных частиц – ионов
  В состав атомов входят заряженные частицы
  Элементарный электрический заряд
  e = 1,60·10–19 Кл
  

• 7 слайд

  1885 г.
  Исследование линейчатых спектров
  
  
  Открыты дискретные спектральные линии в излучении атомов водорода в видимой части спектра
  
  Бальмер
  Иоганн Якоб
  (1825-1898)
  Атомы имеют сложную структуру
  

• 8 слайд

  1896 г.
  Соли урана являются источником неизвестного излучения
  
  Беккерель
  Антуан Анри
  (1852-1908)
  Открыто явление радиоактивности
  

• 9 слайд

  Склодовская-Кюри
  Мария
  (1867-1934)
  Кюри Пьер
  (1859-1906)
  

• 10 слайд

  Радиоактивное излучение
  α-лучи
  β-лучи
  γ-лучи
  Поток ионов
  гелия
  Поток быстрых
  электронов
  Жесткое электромагнитное излучение
  В состав атомов входят электроны
  

• 11 слайд

  Томсон
  Джозеф Джон
  (1856-1940)
  1897 г.
  
  Открыл электрон
  и измерил отношение e / m заряда электрона к массе.
  Электроны входят в состав атомов
  

• 12 слайд

  Модель атома Томсона
  Мысль об электронном строении атома, впервые высказанную В. Вебером в 1896 г., развил X. Лоренц: электроны входят в состав атома.
  Опираясь на эти открытия, Дж. Томсон в 1898 г. предложил модель атома в виде положительно заряженного шара радиусом 10-10 м. в котором плавают электроны, нейтрализующие положительный заряд.
  

• 13 слайд

  1911г.
  Проверка состоятельности модели атома Томсона
  Резерфорд Эрнест
  (1871-1937)
  

• 14 слайд

  Ядерная модель атома
  Экспериментальная проверка модели Томсона была осуществлена в 1911 г. английским физиком Э. Резерфордом.
  Идея опыта заключалась в изучении рассеяния -частиц (заряд +2е, масса 6,64*10-27 кг) на атомах. -частицы были выбраны, т.к. их кинетическая энергия много больше кинетической энергии электронов (-лучи) и, в отличие от -лучей они имеют электрический заряд.
  

• 15 слайд

  Опыт Резерфорда
  Пучок -частиц пропускался через тонкую золотую фольгу. Золото было выбрано как очень пластичный материал, из которого можно получить фольгу толщиной практически в один атомный слой. Опыты были повторены и на других материалах
  

• 16 слайд

  Выводы из опыта Резерфорда
  Э. Резерфорд и его помощники обнаружили, что какая-то часть -частиц отклоняется на довольно значительный угол от своего первоначального направления, а небольшая часть отражается от фольги.
  Резерфорд показал, что модель Томсона находится в противоречии с его опытами. Обобщая результаты своих опытов, Резерфорд предложил ядерную (планетарную) модель строения атома:
  
  Атом имеет ядро, размеры которого малы по сравнению с размерами самого атома ( 10-15 м).
  В ядре сконцентрирована почти вся масса атома.
  Отрицательный заряд всех электронов распределен по всему объему атома и компенсирует положительный заряд ядра.
  

• 17 слайд

  Атом по Резерфорду
  
  это положительно заряженное ядро в центре атома и электроны на орбитах вокруг ядра
  характер движения электронов определяется действием кулоновских сил со стороны ядра
  диаметр ядра в 100000 раз меньше диаметра атома
  масса ядра составляет 99,4% от массы всего атома
  заряд ядра по модулю равен сумме зарядов электронов, поэтому атом в целом нейтрален.
  

• 18 слайд

  Размеры атома и ядра
  Радиус атома
  R ≈ 10-10 м
  
  Радиус ядра
  R ≈ 10-15 м
  

• 19 слайд

  Недостатки планетарной модели
  Предложенная модель строения атома не позволила объяснить устойчивость атома:
  ускоренное движение электрона согласно теории Максвелла сопровождается электромагнитным излучением, поэтому энергия электрона уменьшается, и он движется по спирали, приближаясь к ядру. Казалось бы, электрон должен упасть на ядро (расчет показывает, что это должно произойти за 10-8 с), так как при движении по спирали уменьшается энергия электрона, в действительности атомы являются устойчивыми системами;
  спектр излучения при этом должен быть непрерывным (должны присутствовать все длины волн). На опыте спектр получается линейчатым;
  нет ответа на вопрос о строении ядра. Если в него входят только положительные частицы, то почему они не отталкиваются?
  

• 20 слайд

  «Перед нами - безумная теория.
  Вопрос в том, достаточно ли она безумна, чтобы быть верной?»
  
  Нильс Бор
  

• 21 слайд

  I постулат - постулат стационарных состояний:
  В атоме существуют стационарные квантовые состояния, не изменяющиеся с течением времени без внешнего воздействия на атом.
  В этих состояниях атом не излучает электромагнитных волн, хотя и движется с ускорением.
  Каждому стационарному состоянию атома соответствует определенная энергия атома.
  Стационарным состояниям соответствуют стационарные орбиты, по которым движутся электроны
  

• 22 слайд

  II постулат - правило частот:
  При переходе атома из одного стационарного состояния в другое излучается или поглощается 1 фотон.
  а) Атом излучает 1 фотон (который несет 1 квант энергии), когда электрон переходит из состояния с большей энергией (Е k) в состояние с меньшей энергией (Е n). 
  Энергия излученного фотона:
  
  
  
  
  
  
  
  

• 23 слайд

  
  Здесь (Ek - En) - разность энергий стационарных состояний.
  При Ек > Eп происходит излучение фотона. 
  
  где k и n - номера стационарных состоянии, или главные квантовые числа.
  
  б) Атом поглощает 1 фотон, когда переходит из стационарного состояния с меньшей энергией (E n) в стационарное состояние с большей энергией (E k).
  
  При Ек < Еn происходит поглощение фотона. 
  
  

• 24 слайд

  При поглощении атомом кванта энергии (фотона) атом переходит в возбужденное состояние, при этом электрон переходит на более отдаленную орбиту и его связь с ядром слабеет.
  
  Переходы в первое возбужденное состояние (Е2) с верхних уровней соответствует частотам видимой части (кр з с с) спектра водорода.
  

• 25 слайд

  Модель атома водорода по Бору
  Свои постулаты Н. Бор применил для построения теории строения простейшего атома (атома водорода).
  
  Согласно этой теории Бор смог вычислить для атома водорода:
  
  - возможные радиусы орбит электрона и размеры атома
  - энергии стационарных состояний атома
  - частоты излучаемых и поглощаемых электромагнитных волн. 
  

• 26 слайд

  Правило квантования орбит:
  Электроны могут двигаться в атоме только по определённым орбитам, которые определяются условием:
  где rn - радиус n-ой орбиты; vn - скорость электрона на этой орбите; me - масса электрона, п - целое число - номер орбиты или главное квантовое число.
  

• 27 слайд

  Выражение для радиусов разрешённых орбит:
  

• 28 слайд

  Квантованные значения радиусов орбит:
  

• 29 слайд

  Постулаты Бора объясняют происхождение линейчатых спектров и их закономерности
  

• 30 слайд

• 31 слайд

  
  По второму постулату Бора возможные частоты излучения водорода равны:
  
  где R – постоянная Ридберга, равна 3,2*1015 с-1;
  n и k – номера орбит.
  

• 32 слайд

  В спектре водорода обнаружены следующие серии:
  
  n = I - серия Лаймана - ультрафиолетовое излучение
  n = 2 - серия  Бальмера (1885г.) - видимое излучение
  n = 3 - серия Пашена - инфракрасное излучение
  и т.д.
  
  

• 33 слайд

  P.S. Надо помнить!
  Однако, надо помнить, что для атомов с большим числом электронов ( больше 1)  расчеты по теории Бора неприменимы.
  
  Движение электрона в атоме  мало похоже на движение  планет по орбитам.
  Точнее, электрон на орбите можно назвать электронным облаком, имеющим разную плотность.
  Орбитой электрона в атоме  называется геометрическое  место точек, в которых с наибольшей вероятностью можно обнаружить электрон.
  

• 34 слайд

  Трудности теории Бора
  Правило квантования Бора применимо не всегда, представление об определенных орбитах, по которым движется электрон в атоме Бора, оказалось условным. Теория Бора неприменима для многоэлектронных атомов и не объясняет ряд спектральных закономерностей.
  В 1917 г. А. Эйнштейн предсказал возможность перехода атома с высшего энергетического состояния в низшее под влиянием внешнего воздействия. Такое излучение называется вынужденным излучением и лежит в основе работы лазеров.
  

• 35 слайд

  «Границ научному познанию и предсказанию предвидеть невозможно»
  
  Д.И.Менделеев
  

• 36 слайд

  Это интересно)
  Атом – это ядро из протонов и нейтронов, вокруг которого вращаются электроны. Размеры атомов составляют тысячные доли микрона. Но существуют и сверх гигантские «атомы» диаметром около 10 километров. Впервые подобный «атом» был открыт в 1967 году, а сейчас их известно более тысячи.
  Нейтронные звезды – остатки сверхновых, которые являются фактически огромными атомными ядрами, состоящими на 90% из нейтронов и на 10% из протонов, и окружены «атмосферой» из электронов.
  

• 37 слайд

  В 1908 году знаменитый физик Эрнест Резерфорд сказал, что он имел дело со многими превращениями в природе, но такое сиюминутное превращение ему вряд ли удалось бы предвидеть. – Из физиков в химики!
  
   В 1908 году Э. Резерфорд получил Нобелевскую премию по химии за свои работы в области изучения атома. В те годы исследования по строению атома и радиоактивности относили к химии.
  

• 38 слайд

  Английский физик Э. Резерфорд в 1911 году уже знал это, но на Сольвеевском конгрессе в Брюсселе промолчал, так как это свидетельствовало о 
  катастрофе.
  Через два года он получил пакет от  датского физика Нильса Бора  из Копенгагена, который подтвердил правильность его открытия.
  Их современник, оценивая сложившуюся ситуацию, писал: "Это было так, точно из-под ног ушла земля, и нигде не было видно твердой почвы, на которой можно было строить...".
  Речь   идет о планетарной модели атома Резерфорда и  об открытиях Н. Бора, все это свидетельствовало о катастрофе классической физики!
  

Краткое описание документа:

Разработка урока физики по теме “Строение атома” для 11 класса общеобразовательной средней школы с использованием компьютерной презентации, выполненной в программном приложении Microsoft PowerPoint. Предназначена презентация для самостоятельного или частично самостоятельного изучения нового материала. Презентация предполагает два возможных способа его использования: 1. самостоятельное изучение материала учащимися; 2. использование презентации учителем в качестве наглядного пособия при объяснении нового материала. Данная презентация рекомендуется для использования в укомплектованных компьютерных классах или в классе, оборудованном мультимедийным проектором. Доминирующей целью я предполагала достижение наилучшего усвоения материала путем активизации внимания и наглядности объясняемого материала. При самостоятельной работе учащихся каждый может изучать материал в оптимальном для себя темпе, что способствует более качественному усвоению материала. В процессе работы за основу был взят учебник Г.Я. Мякишев Б.Б. Буховцев “Физика” 11 класс,