طرح درس فیزیک پایه هشتم با موضوع تقسیم پذیری بار الکتریکی. الکترون. ساختار اتمی

21.09.2019

همچنین بخوانید

ویتامین b3 نیاسین. ویتامین B3. مصرف بیش از حد و عوارض جانبی

سفارش نقدی خروجی (دانلود فرم) سفارش نقدی ورودی 2

بار الکتریکی را می توان از جسمی به جسم دیگر منتقل کرد. برای انجام این کار، باید بدن دیگری را با بدنه برق دار لمس کنید و سپس جدا شوید بار الکتریکیبه او منتقل خواهد شد. شکل 8، a دستگاهی را نشان می دهد که با آن می توانید متوجه شوید که آیا بدنه الکتریکی شده است یا خیر. نام دارد الکتروسکوپ. در الکتروسکوپ، یک میله فلزی از یک پلاگ پلاستیکی وارد شده در یک قاب فلزی عبور داده می شود که در انتهای آن دو برگ نوری آویزان است. قاب از دو طرف با شیشه پوشانده شده است.

اجازه دهید یک میله برق دار را از امتداد میله الکتروسکوپ عبور دهیم. برگها بارهایی از همان علامت دریافت می کنند (که روی چوب است) و پراکنده می شوند (شکل 8، ب). زاویه واگرایی برگها بستگی به باری دارد که به آنها منتقل شده است. هرچه این بار بیشتر باشد، یکدیگر را قوی‌تر دفع می‌کنند و در نتیجه زاویه بیشتری از هم جدا می‌شوند. برعکس، کاهش زاویه واگرایی برگه ها نشان دهنده کاهش بار الکتریکی است.

شکل 9 ابزار دیگری به نام الکترومتر را نشان می دهد. به جای برگ، یک فلش داخل آن قرار دارد. هنگامی که میله A (یا توپ فلزی قرار داده شده روی این میله) شارژ می شود، بخشی از آن (از همان علامت) به فلش B منتقل می شود. با فشار دادن از میله، فلش از یک زاویه خاص می چرخد. با تغییر این زاویه می توان قضاوت کرد که بار الکتریکی در حال افزایش یا کاهش است.

اگر یک جسم باردار (مثلاً یک توپ الکترومتر) را با دست خود لمس کنید، جسم تخلیه می شود. از طریق دست، بار الکتریکی وارد بدن ما می شود و روی سطح آن توزیع می شود. اگر توپ الکترومتر را نه با دست، بلکه با خط کش فلزی لمس کنیم، همین اتفاق می افتد.

اجسامی که بارهای الکتریکی می توانند از آنها عبور کنند نامیده می شوند هادی هابرق بدن انسان، فلزات و همچنین محلول‌های نمک و اسیدهای موجود در آب و خاک هستند راهنماهای خوب. برعکس، موادی مانند کهربا، شیشه، لاستیک، چینی، آبنوس، پلاستیک، ابریشم، نایلون، نفت سفید، هوا در شرایط عادی رسانای الکتریسیته نیستند و به همین دلیل نامیده می شوند. غیر هادی هایا دی الکتریک ها. عایق ها از دی الکتریک ساخته می شوند. (به بیان دقیق، دی الکتریک ها نیز رسانای الکتریسیته هستند. با این حال، بار الکتریکی عبوری از دی الکتریک برای زمان داده شده، بسیار کمتر از آنبار، که در شرایط یکسان از هادی ها عبور می کند، و بنابراین نشت بار اغلب نامحسوس است.)

بیایید به تجربه روی بیاوریم. بیایید دو الکترومتر یکسان را برداریم و یکی از آنها را شارژ کنیم (شکل 10، a). اگر این الکترومترها را با میله شیشه ای وصل کنید هیچ تغییری ایجاد نمی شود. این تایید می کند که شیشه یک دی الکتریک است. اگر از یک میله فلزی A (شکل 10، ب) برای اتصال الکترومترها استفاده کنیم و آن را توسط دسته برق نارسانا B نگه داریم، خواهیم دید که شارژ اولیه به دو قسمت مساوی تقسیم می شود: نیمی از بار. از توپ اول به توپ دوم منتقل می شود. (اگر توپ دوم بزرگتر از توپ اول بود، بیش از نیمی از بار به آن منتقل می شد: هر چه جسمی که بار به آن منتقل می شود بزرگتر باشد، قسمت بزرگتری از بار به آن منتقل می شود. این بر اساس زمین- انتقال بار به زمین کره زمیندر مقایسه با بدنه های روی آن بزرگ است. بنابراین، هنگامی که یک جسم باردار با زمین تماس پیدا می کند، تقریباً تمام بار خود را رها می کند و عملاً خنثی می شود.)
10

بیایید آزمایش را ادامه دهیم. بیایید الکترومترها را جدا کنیم و توپ دوم را با دست لمس کنیم. این باعث از دست دادن شارژ و تخلیه آن می شود. بیایید دوباره آن را با توپ اول وصل کنیم که نیمی از شارژ اولیه روی آن باقی مانده است. شارژ باقی مانده دوباره به دو قسمت مساوی تقسیم می شود و یک چهارم شارژ اولیه روی توپ اول باقی می ماند. به همین ترتیب می توان یک هشتم، یک شانزدهم شارژ اصلی و غیره را بدست آورد.

سؤالاتی مطرح می شود: چه مدت می توان شارژ را کاهش داد؟ آیا برای تقسیم بار الکتریکی محدودیتی وجود دارد؟ برای فهمیدن این موضوع، انجام آزمایش‌های پیچیده‌تر و دقیق‌تر از آزمایش‌هایی که در بالا توضیح داده شد ضروری بود، زیرا خیلی زود بار باقی مانده روی توپ آنقدر کوچک است که با استفاده از الکترومتر مدرسه قابل تشخیص نیست.

آزمایش‌های دقیق‌تر نشان داده‌اند که بار الکتریکی را نمی‌توان به‌طور نامحدود کاهش داد: دارای حد تقسیم‌پذیری است. ارزش مطلق(ماژول) کوچکترین بار با حرف e نشان داده می شود و نامیده می شود شارژ اولیه:

e = 0.0000000000000000016 Cl = 1.6 · 10 -19 Cl.

این بار میلیاردها بار کمتر از آن چیزی است که معمولاً در آزمایشات بر روی الکتریکی شدن اجسام توسط اصطکاک به دست می آید.

1. الکتروسکوپ و الکترومتر برای چه مواردی استفاده می شود؟ 2. چگونه، با یک الکترومتر شارژ شده و اجسام از مواد مختلف، آیا می توان تعیین کرد که کدام یک هادی هستند و کدام هادی نیستند؟ 3. نمونه هایی از هادی ها را ذکر کنید. 4- به چه موادی دی الکتریک می گویند؟ مثال بزنید. 5. آزمایشی را توصیف کنید که اجازه می دهد تقسیم بار اتفاق بیفتد. 6. آیا امکان کاهش شارژ به مدت نامحدود وجود دارد؟ 7. ارتینگ چیست؟ بر چه خاصیتی استوار است؟ 8- چه بار ابتدایی نامیده می شود؟

اهداف درس:

نشان می دهد که بار الکتریکی را می توان به قطعات تقسیم کرد.
دانش آموزان را با الکترون ها آشنا کنید.
دانش آموزان را با مدل سیاره ای رادرفورد از اتم آشنا کنید.
توانایی دانش آموزان برای تجزیه و تحلیل، مقایسه و نتیجه گیری را توسعه دهید.
رشد تفکر دانش آموزان

وسایل و تجهیزات بصری:

ارائه؛
پروژکتور چند رسانه ای؛
الکتروسکوپ، سیم فلزی با دسته عایق، میله های شیشه ای و آبنیت، قطعات خز، ابریشم؛
"سلطان" روی پایه، دستگاه الکتروفور؛
جدول " جدول تناوبیعناصر شیمیایی مندلیف».

پیشرفت درس

به روز رسانی دانش

بیایید «سلطان» را با استفاده از دستگاه الکتروفور برقی کنیم. چرا راه راه های "سلطان" به جهات مختلف رفت؟

با استفاده از دستگاه الکتروفور، اجازه دهید ابتدا دو سلطان را از بارهای مخالف و سپس بارهای مشابه مطلع کنیم. پدیده های مشاهده شده را توضیح دهید. چرا راه راه های «سلاطین» در مورد اول جذب و در مورد دوم دفع می شود؟

اسم دستگاه چیه؟

اجازه دهید توپ الکتروسکوپ را با یک میله شیشه ای برق دار لمس کنیم. چرا سوزن الکتروسکوپ منحرف می شود؟

وسیله برهمکنش الکتریکی بین اجسام باردار چیست؟

بیایید جدول کلمات متقاطع را حل کنیم و بفهمیم که امروز در کلاس درباره چه چیزی صحبت خواهیم کرد. (اسلاید 1)

روشی برای انتقال بار الکتریکی به بدن.

ماده ای که رسانای الکتریسیته نیست.

ماده ای که الکتریسیته را به خوبی هدایت می کند.

دستگاهی که برای تشخیص و اندازه گیری بار الکتریکی استفاده می شود.

تقسیم پذیری بار الکتریکی

بیایید الکتروسکوپ را شارژ کنیم و با استفاده از یک سیم فلزی آن را با یک الکتروسکوپ بدون شارژ وصل کنیم.

چه اتفاقی افتاد؟ چرا؟

(نیمی از بار توپ اول به توپ دوم منتقل شد، بار به دو قسمت مساوی تقسیم شد) آزمایش را تکرار می کنیم. شارژ توپ اول نیز به نصف کاهش یافته است. اولین الکتروسکوپ مقداری از بار اصلی خود را حفظ خواهد کرد. این بدان معنی است که بار الکتریکی می تواند تقسیم شود.

به نظر شما امکان تقسیم بار بی نهایت وجود دارد؟

چرا؟ آیا محدودیتی برای شکافت شارژ وجود دارد؟

دانشمند روسی A.F Ioffe و دانشمند آمریکایی R. Millikan ثابت کردند که این تقسیم بندی حدی دارد. نتیجه گرفته شد که ذره ای در طبیعت وجود دارد که کمترین بار منفی را دارد. (اسلاید 3) این ذره الکترون نام داشت. (اسلاید 4)

الکترون - ذره بنیادی، دارای بار منفی است.

ذره ای که کمترین بار مثبت را داشته باشد پروتون نامیده می شود.

الکترون ها و پروتون ها بخشی از یک اتم هستند.

بار یک پروتون از نظر قدر با بار یک الکترون برابر است.

دانشمند رادرفورد به طور تجربی مدل سیاره ای اتم را اثبات کرد (اسلاید 5):

در مرکز اتم یک هسته با بار مثبت وجود دارد.
الکترون های با بار منفی در اطراف هسته حرکت می کنند.

به نظر شما چرا مدل اتمی سیاره ای نامیده می شود؟

هسته از پروتون و نوترون تشکیل شده است.

پروتون ها چه باری دارند؟ نوترون ها؟ به نظر شما یک اتم بار الکتریکی دارد؟

تعداد الکترون‌ها برابر با تعداد پروتون‌ها است، یعنی بار هسته از نظر قدر با بار الکترون‌ها برابر است، بنابراین اتم خنثی است.

جرم پروتون و نوترون چندین برابر جرم الکترون است، بنابراین جرم یک اتم در هسته متمرکز است.

اتم های عناصر مختلف از نظر تعداد پروتون، نوترون و الکترون با یکدیگر تفاوت دارند.

آلومینیوم را در جدول تناوبی پیدا کنید. (اسلاید 6)

شماره سریال آلومینیوم چیست؟ جرم اتمی آن چقدر است؟

ترکیب اتم های هیدروژن، هلیوم، لیتیوم را تعیین کنید. (اسلایدهای 7،8،9) کدام مدل اتم در تصویر نشان داده شده است؟ (اسلاید 10) چرا یک اتم خنثی است؟

اتمی که یک یا چند الکترون از دست داده باشد دارای بار مثبت خواهد بود. به آن یون مثبت می گویند.

اتمی که یک یا چند الکترون به دست آورده باشد بار منفی خواهد داشت. به آن یون منفی می گویند. (اسلاید 11)

تلفیق مطالب مورد مطالعه.

بیایید بررسی کنیم که چگونه به موضوع درس امروز تسلط دارید. (اسلاید 12،13)

در مرکز اتم ______ قرار دارد

___________ در اطراف هسته حرکت می کند

هسته یک اتم از ____________________ تشکیل شده است

هسته دارای بار _________________ است.

الکترون ها دارای ________________ بار هستند.

پروتون ها _________________ بار دارند.

نوترون ها دارای بار _________________ هستند.

یک اتم دارای بار _________________ است.

اتمی که یک یا چند الکترون از دست داده است ________________ نامیده می شود.

اتمی که یک یا چند الکترون به دست آورده است _____________ نامیده می شود.

ترکیب اتم را تعیین کنید و جدول را پر کنید (سلید 14):

تکلیف: بند 29،30، تمرین 11.

>>فیزیک: تقسیم پذیری بار الکتریکی الکتروسکوپی

محتوای درس یادداشت های درسی قاب پشتیبانیفن آوری های تعاملی روش های شتاب ارائه درس تمرین کنید کارها و تمرین ها کارگاه های خودآزمایی، آموزش ها، موارد، کوئست ها سوالات بحث تکلیف سوالات بلاغی از دانش آموزان تصاویر صوتی، کلیپ های ویدئویی و چند رسانه ایعکس، عکس، گرافیک، جداول، نمودار، طنز، حکایت، جوک، کمیک، تمثیل، گفته ها، جدول کلمات متقاطع، نقل قول افزونه ها چکیده هاترفندهای مقاله برای گهواره های کنجکاو کتاب های درسی پایه و فرهنگ لغت اضافی اصطلاحات دیگر بهبود کتب درسی و دروستصحیح اشتباهات کتاب درسیبه روز رسانی یک قطعه در کتاب درسی، عناصر نوآوری در درس، جایگزینی دانش منسوخ شده با دانش جدید فقط برای معلمان درس های کامل طرح تقویمبه مدت یک سال توصیه های روش شناختیبرنامه های بحث و گفتگو دروس تلفیقی

اگر اصلاحات یا پیشنهادی برای این درس دارید،

شما قبلاً می دانید که برای توضیح پدیده های حرارتی، دانش در مورد ساختار مولکولیمواد آیا می توان پدیده الکتریکی شدن را با استفاده از ایده هایی در مورد ساختار مولکولی ماده توضیح داد؟ مشخص است که در حالت عادی مولکول ها و اتم ها بار الکتریکی ندارند. در نتیجه، الکتریکی شدن را نمی توان با حرکت آنها توضیح داد. اگر فرض کنیم در طبیعت ذراتی وجود دارند که دارای بار الکتریکی هستند، وقتی بار تقسیم می شود، باید حد تقسیم را کشف کرد.

برنج. 38. شارژ الکتروسکوپ

بیایید آزمایش زیر را انجام دهیم. بیایید الکتروسکوپ را شارژ کنیم (شکل 38)، و سپس از یک سیم فلزی برای اتصال آن به یک الکتروسکوپ بدون بار دیگر استفاده کنیم (شکل 39). به محض تماس سیم با توپ های هر دو الکتروسکوپ، نیمی از بار توپ اول به دومی منتقل می شود.

برنج. 39. تقسیم پذیری بار الکتریکی

به این معنی که شارژ اصلی به دو قسمت مساوی تقسیم می شود.

اگر یک الکتروسکوپ بدون شارژ مجدداً به اولین الکتروسکوپ متصل شود که نیمی از بار اصلی روی آن باقی مانده است، 1/4 بار اصلی روی آن باقی می ماند. به همین ترتیب، هر یک از این بارهای جدا شده را می توان دوباره به دو قسمت مساوی و غیره تقسیم کرد.

آیا محدودیتی برای شکافت شارژ وجود دارد؟ آیا می توان باری به قدری بدست آورد که دیگر قابل تقسیم نباشد؟

برای پاسخ به این سؤالات، آزمایش های پیچیده تری باید انجام می شد. واقعیت این است که بار باقی مانده بر روی توپ الکتروسکوپ به قدری کوچک می شود که با استفاده از الکتروسکوپ نمی توان آن را تشخیص داد. برای این منظور، برای تقسیم بار به قطعات کوچک، آن را نه به توپ، بلکه به دانه های کوچک فلز یا مایع منتقل می کردند. سپس بار به‌دست‌آمده روی این اجسام کوچک را اندازه‌گیری کردیم، که معلوم شد میلیاردها میلیارد بار کمتر از آزمایش‌هایی است که در نظر گرفتیم (شکل 38 را ببینید). اما تفکیک شارژ فراتر از یک مقدار مشخص ممکن نبود. این نشان می دهد که ذره ای باردار وجود دارد که کوچکترین بار را دارد که نمی توان آن را جدا کرد.

میلیکن رابرت (1868-1953)
فیزیکدان تجربی آمریکایی. به طور تجربی وجود ذراتی با کمترین بار را ثابت کرد. برنده جایزه نوبل

وجود کوچکترین ذرات دارای کمترین بار الکتریکی توسط آزمایشات بسیاری ثابت شده است. چنین آزمایشاتی توسط دانشمند شوروی آبرام فدوروویچ آیوف و دانشمند آمریکایی رابرت میلیکوپ انجام شد. آنها در آزمایشات خود دانه های ریز گرد و غبار روی را برق انداختند. بار ذرات گرد و غبار تغییر و محاسبه شد. چندین بار این اتفاق افتاد. در این مورد، شارژ هر بار متفاوت بود. اما تمام تغییرات آن یک عدد صحیح بار (یعنی 2، 3، 4، و غیره) بیشتر از برخی از حداقل شارژ معین بود. این نتیجه را فقط می توان اینگونه توضیح داد. فقط کوچکترین بار (یا تعداد صحیحی از این بارها) به یک دانه گرد و غبار روی متصل شده یا از آن جدا می شود. این هزینه دیگر تقسیم نمی شود. ذره ای که کمترین بار را داشته باشد نامیده می شود الکترون.

ایوف آبرام فدوروویچ (1880-1960)
فیزیکدان، آکادمیک روسی. خالق روسی مدرسه علمی. تحقیقاتی در مورد اندازه گیری بار الکترون انجام داد.

آویز چارلز آگوستین (1763-1806)
فیزیکدان فرانسوی، مهندس نظامی. دستگاهی برای ایجاد قوانین اساسی برهمکنش های الکتریکی و مغناطیسی اختراع کرد.

الکترون بسیار کوچک است. جرم الکترون 9.1 10 -31 کیلوگرم است. این جرم تقریباً 3700 برابر کمتر از جرم یک مولکول هیدروژن است که کوچکترین مولکول از همه مولکولها است.

بار الکتریکی یکی از ویژگی های اصلی الکترون است. غیرممکن است تصور کنیم که بار از یک الکترون حذف شود. آنها از یکدیگر جدایی ناپذیرند.

بار الکتریکی یک کمیت فیزیکی است. با حرف q نشان داده می شود. واحد بار الکتریکی کولن (C) است. این واحد به افتخار فیزیکدان فرانسوی شارل کولن نامگذاری شده است.

الکترون ذره ای با کمترین بار منفی است. شارژ آن -1.6 10 -19 C است.

سوالات

چگونه می توانید به طور تجربی نشان دهید که یک بار الکتریکی به قطعات تقسیم می شود؟
آیا بار الکتریکی حد تقسیم پذیری دارد؟
ذره ای که کمترین بار را دارد چه نام دارد؟ درباره بار و جرم یک الکترون چه می دانید؟

موضوع درس

ساختار اتم.

اهداف درس:

آموزشی: مفهوم الکترون را به عنوان ذره ای با کمترین بار الکتریکی معرفی کنید، مدل هایی از ساختار اتم را مطابق با تامسون و رادرفورد در نظر بگیرید، ایده ای از یون های مثبت و منفی ارائه دهید.

رشدی: توانایی دانش آموزان را برای تجزیه و تحلیل، مقایسه، نتیجه گیری توسعه دهید.

آموزشی: توسعه ایده مادی بودن جهان، روابط علت و معلولی بین پدیده ها، پرورش علاقه به موضوع.