Zarys lekcji fizyki (klasa 8) na temat: Podzielność ładunku elektrycznego. Elektron. Struktura atomów

21.09.2019

Przeczytaj także

Niezwykłe prezenty noworoczne, które możesz zrobić własnymi rękami

Przegląd recenzji na temat psychicznego rytuału Arina Evdokimova dla spełnienia pragnienia

Marilyn Kerro - biografia i życie osobiste estońskiej wiedźmy

Co to znaczy widzieć karaluchy we śnie - interpretacja dla kobiet

Ładunek elektryczny może być przenoszony z jednego ciała na drugie. Aby to zrobić, musisz dotknąć innego ciała naelektryzowanym ciałem, a następnie rozdzielić ładunek elektryczny przełączy się na to. Rysunek 8 przedstawia urządzenie, za pomocą którego można sprawdzić, czy ciało jest naelektryzowane. Nazywa się to elektroskop. W elektroskopie metalowy pręt przechodzi przez plastikowy korek włożony w metalową ramę, na końcu której zawieszone są dwa listki świetlne. Rama jest obustronnie przeszklona.

Wzdłuż pręta elektroskopu rysujemy naelektryzowany pręt. Liście otrzymają ładunki tego samego znaku (co było na patyku) i rozproszą się (ryc. 8, b). Kąt rozbieżności liści zależy od ładunku, który został im przekazany. Im większy ten ładunek, tym silniejsze będą się odpychać, a tym samym większy kąt, pod jakim się rozejdą. Odwrotnie, zmniejszenie kąta rozbieżności płatków wskazuje na zmniejszenie ładunku elektrycznego.

Rysunek 9 pokazuje inny przyrząd zwany elektrometrem. Zamiast ulotek w środku znajduje się strzałka. Kiedy ładunek jest przekazywany do pręta A (lub metalowej kulki nałożonej na ten pręt), jego część (tego samego znaku) przechodzi na strzałkę B. Zaczynając od pręta, strzała obraca się o określony kąt. Zmieniając ten kąt, można ocenić wzrost lub spadek ładunku elektrycznego.

Jeśli dotkniesz ręką naładowanego przedmiotu (na przykład kulki elektrometru), przedmiot ten zostanie rozładowany. Poprzez rękę ładunek elektryczny trafi do naszego ciała i rozprowadzi się po jego powierzchni. To samo stanie się, jeśli dotkniemy kulki elektrometru nie ręką, ale metalową linijką.

Obiekty, przez które mogą przechodzić ładunki elektryczne, nazywane są przewodniki Elektryczność. Organizm ludzki, metale, a także roztwory soli i kwasów w wodzie i glebie są dobrzy dyrygenci. I odwrotnie, substancje takie jak bursztyn, szkło, guma, porcelana, ebonit, plastik, jedwab, nylon, nafta, powietrze w normalnych warunkach nie przewodzą prądu i dlatego są nazywane nieprzewodzące lub dielektryki. Izolatory wykonane są z dielektryków. (Ściśle mówiąc, dielektryki również przewodzą prąd. Jednak ładunek elektryczny przechodzący przez dielektryk pobiera dany czas, dużo mniej niż toładunek, który w tych samych warunkach przechodzi przez przewodniki, dlatego wyciek ładunku jest często niezauważalny.)

Przejdźmy do doświadczenia. Weźmy dwa identyczne elektrometry i naładujmy jeden z nich (ryc. 10, a). Jeśli połączysz te elektrometry za pomocą szklanego pręta, nie nastąpi żadna zmiana. Potwierdza to, że szkło jest dielektrykiem. Jeśli jednak do połączenia elektrometrów użyjemy metalowego pręta A (rys. 10, b), trzymając go za nieprzewodzący uchwyt B, to zobaczymy, że ładunek początkowy jest podzielony na dwie równe części: połowę opłata zostanie przeniesiona z pierwszej kuli na drugą. (Gdyby druga kulka była większa niż pierwsza, wówczas przeszłaby do niej ponad połowa ładunku: im większe ciało, do którego przenoszony jest ładunek, tym większa część ładunku przechodzi do niego. Na tej podstawie grunt- przeniesienie ładunku na Ziemię. Ziemia duży w porównaniu z ciałami na nim. Dlatego w kontakcie z Ziemią naładowane ciało oddaje jej prawie cały ładunek i staje się praktycznie neutralne.)
10

Kontynuujmy eksperyment. Odłącz elektrometry i dotknij ręką drugiej kulki. Z tego straci ładunek - rozładowany. Połącz go ponownie z pierwszą kulą, która ma połowę pierwotnego ładunku. Pozostały ładunek zostanie ponownie podzielony na dwie równe części, a czwarta część oryginalnego ładunku pozostanie na pierwszej kuli. W ten sam sposób można uzyskać jedną ósmą, jedną szesnastą pierwotnego ładunku itd.

Pojawiają się pytania: jak długo możesz obniżyć opłatę? Czy istnieje granica podziału ładunku elektrycznego? Aby się tego dowiedzieć, konieczne było wykonanie bardziej złożonych i dokładnych eksperymentów niż te opisane powyżej, ponieważ bardzo szybko ładunek pozostający na kuli okazuje się tak mały, że nie można go wykryć za pomocą szkolnego elektrometru.

Dokładniejsze eksperymenty wykazały, że ładunek elektryczny nie może być redukowany w nieskończoność: ma granicę podzielności. Całkowita wartość(moduł) najmniejszego ładunku jest oznaczony literą e i nazywa się opłata podstawowa:

e \u003d 0,00000000000000000016 C \u003d 1,6 10 -19 C.

Ładunek ten jest miliardy razy mniejszy niż ten, który zwykle uzyskuje się w eksperymentach z elektryzowaniem ciał przez tarcie.

1. Do czego służą elektroskopy i elektrometry? 2. Jak, mając naładowany elektrometr i przedmioty z różne substancje, można ustalić, którzy z nich są dyrygentami, a którzy nie? 3. Podaj przykłady dyrygentów. 4. Jakie substancje nazywamy dielektrykami? Daj przykłady. 5. Opisz doświadczenie, które pozwala przeprowadzić podział opłat. 6. Czy można bezterminowo obniżyć opłatę? 7. Co to jest uziemienie? Na jakiej właściwości się opiera? 8. Jaka opłata nazywa się elementarną?

Cele Lekcji:

pokazać, że ładunek elektryczny można podzielić na części;
zapoznać studentów z elektroniką;
zapoznaj uczniów z planetarnym modelem atomu Rutherforda;
rozwijać umiejętność analizowania, porównywania, wyciągania wniosków.
rozwijać myślenie uczniów.

Pomoce wizualne i sprzęt:

prezentacja;
projektor multimedialny;
elektroskopy, drut metalowy z izolowanym uchwytem, pręty szklane i ebonitowe, kawałki futra, jedwabiu;
„sułtani” na statywie, maszyna do elektrofory;
stół " Układ okresowy pierwiastki chemiczne Mendelejewa.

Podczas zajęć

Aktualizacja wiedzy

Zelektryzujmy „sułtana” za pomocą maszyny elektroforowej. Dlaczego paski „sułtana” poszły w różnych kierunkach?

Poinformujmy dwóch „sułtanów” za pomocą maszyny elektroforowej, najpierw przeciwne ładunki, a następnie te same nazwy. Wyjaśnij zaobserwowane zjawiska. Dlaczego paski „sułtanów” są przyciągane w pierwszym przypadku, a odpychane w drugim?

Jaka jest nazwa urządzenia?

Dotknijmy kulkę elektroskopu szklanym prętem naelektryzowanym. Dlaczego igła elektroskopu ugina się?

Jaka jest interakcja elektryczna naładowanych ciał?

Rozwiążmy krzyżówkę i dowiedzmy się, o czym porozmawiamy dzisiaj na lekcji. (Slajd 1)

Metoda nadawania ciału ładunku elektrycznego.

Substancja, która nie przewodzi prądu.

Substancja dobrze przewodząca prąd.

Urządzenie służące do wykrywania i pomiaru ładunku elektrycznego.

Podzielność ładunku elektrycznego.

Elektroskop ładujemy, za pomocą metalowego drutu łączymy go z nienaładowanym elektroskopem.

Co się stało? Czemu?

(Połowa ładunku pierwszej kuli przeszła do drugiej, ładunek został podzielony na dwie równe części) Powtórzmy eksperyment. Szarża pierwszej piłki również spadła o połowę. Na pierwszym elektroskopie pozostanie z początkowego ładowania. Oznacza to, że ładunek elektryczny można podzielić.

Czy uważasz, że można dzielić opłatę w nieskończoność?

Czemu? Czy istnieje limit podziału opłat?

Rosyjski naukowiec A.F. Ioffe i amerykański naukowiec R. Milliken udowodnili, że podział ten ma granicę. Stwierdzono, że w przyrodzie istnieje cząstka o najmniejszym ładunku ujemnym. (Slajd 3) Ta cząstka została nazwana elektronem. (slajd 4)

Elektron - cząstka elementarna mający ładunek ujemny.

Cząstka o najmniejszym ładunku dodatnim nazywana jest protonem.

Elektrony i protony są częścią atomu.

Ładunek protonu jest równy w wartości bezwzględnej ładunkowi elektronu.

Naukowiec Rutherford eksperymentalnie uzasadnił planetarny model atomu (slajd 5):

w centrum atomu znajduje się dodatnio naładowane jądro;
Ujemnie naładowane elektrony poruszają się wokół jądra.

Jak myślisz, dlaczego model atomu nazywa się planetarnym?

Jądro składa się z protonów i neutronów.

Jaki ładunek mają protony? Neutrony? Czy myślisz, że atom ma ładunek elektryczny?

Liczba elektronów jest równa liczbie protonów, co oznacza, że ładunek jądra jest równy w wartości bezwzględnej ładunkowi elektronów, a zatem atom jest obojętny.

Masy protonu i neutronu są wielokrotnie większe niż masa elektronu, więc masa atomu jest skoncentrowana w jądrze.

Atomy różnych pierwiastków różnią się między sobą liczbą protonów, neutronów i elektronów.

Znajdź aluminium w układzie okresowym. (slajd 6)

Jaki jest numer seryjny aluminium? Jaka jest jego masa atomowa?

Określ skład atomów wodoru, helu, litu. (Slajdy 7,8,9) Który model atomu pokazano na rysunku? (Slajd 10) Dlaczego atom jest neutralny?

Atom, który stracił jeden lub więcej elektronów, będzie miał ładunek dodatni. Nazywa się to jonem dodatnim.

Atom, który zyskał jeden lub więcej elektronów, będzie miał ładunek ujemny. Nazywa się to jonem ujemnym. (slajd 11)

Konsolidacja badanego materiału.

Sprawdźmy, jak poznałeś temat dzisiejszej lekcji. (slajd 12.13)

______ jest w centrum atomu

Poruszanie się po jądrze ___________

Jądro atomu składa się z ____________________

Jądro ma ładunek _______________.

Elektrony mają ładunek ______________.

Protony mają ładunek _______________.

Neutrony mają _______________ ładunek.

Atom ma ładunek _______________.

Atom, który stracił jeden lub więcej elektronów, nazywa się ________________

Atom, który zyskał jeden lub więcej elektronów, nazywa się _________.

Określ skład atomu i wypełnij tabelę (slajd 14):

Praca domowa: paragraf 29.30, ćwiczenie 11.

>>Fizyka: Elektroskop Podzielność ładunku elektrycznego

Treść lekcji podsumowanie lekcji rama nośna prezentacja lekcji metody akceleracyjne technologie interaktywne Ćwiczyć zadania i ćwiczenia samokontrola warsztaty, szkolenia, case'y, questy praca domowa pytania do dyskusji pytania retoryczne od studentów Ilustracje audio, wideoklipy i multimedia zdjęcia, obrazki grafika, tabele, schematy humor, anegdoty, żarty, komiksy, przypowieści, powiedzenia, krzyżówki, cytaty Dodatki streszczenia artykuły chipy dla dociekliwych ściągawki podręczniki podstawowe i dodatkowe słowniczek pojęć inne Doskonalenie podręczników i lekcjipoprawianie błędów w podręczniku aktualizacja fragmentu w podręczniku elementów innowacji na lekcji zastępując przestarzałą wiedzę nową Tylko dla nauczycieli doskonałe lekcje plan kalendarza przez rok wytyczne programy dyskusyjne Zintegrowane lekcje

Jeśli masz poprawki lub sugestie dotyczące tej lekcji,

Wiesz już, że w celu wyjaśnienia zjawisk termicznych znajomość struktura molekularna Substancje. Czy można wyjaśnić zjawisko elektryzacji za pomocą idei budowy molekularnej materii? Wiadomo, że w stanie normalnym cząsteczki i atomy nie mają ładunku elektrycznego. Dlatego nie da się wytłumaczyć elektryzowania się ich ruchem. Jeżeli założymy, że w przyrodzie istnieją cząstki, które mają ładunek elektryczny, to podział ładunku powinien ujawnić granicę podziału.

Ryż. 38. Ładowanie elektroskopu

Zróbmy następujący eksperyment. Ładujemy elektroskop (ryc. 38), a następnie za pomocą metalowego drutu łączymy go z innym, nienaładowanym elektroskopem (ryc. 39). Gdy tylko drut dotknie kulek obu elektroskopów, połowa ładunku pierwszej kulki trafi do drugiej.

Ryż. 39. Podzielność ładunku elektrycznego

Oznacza to, że opłata początkowa jest podzielona na dwie równe części.

Jeśli nienaładowany elektroskop zostanie ponownie podłączony do pierwszego elektroskopu, na którym pozostaje połowa pierwotnego ładunku, wówczas pozostanie na nim 1/4 pierwotnego ładunku. W ten sam sposób każdy z tych oddzielonych ładunków można ponownie podzielić na dwie równe części i tak dalej.

Czy istnieje limit podziału opłat? Czy można uzyskać ładunek o takiej wielkości, że nie można go już dalej dzielić?

Aby odpowiedzieć na te pytania, trzeba było przeprowadzić jeszcze bardziej złożone eksperymenty. Faktem jest, że ładunek pozostający na kulce elektroskopu staje się tak mały, że nie można go wykryć za pomocą elektroskopu. W tym celu, aby podzielić ładunek na małe porcje, przeniesiono go nie na kulki, ale na małe ziarna metalu lub cieczy. Następnie zmierzono ładunek uzyskany na tych małych ciałach, który okazał się miliardy miliardów razy mniejszy niż w rozważanych przez nas eksperymentach (patrz ryc. 38). Ale powyżej pewnej wartości opłata nie mogła być podzielona. Sugerowało to, że istnieje naładowana cząstka, która ma najmniejszy ładunek, którego nie można oddzielić.

Milliken Robert (1868-1953)
Amerykański fizyk eksperymentalny. Empirycznie udowodniono istnienie cząstek o najmniejszym ładunku. Laureat Nagrody Nobla

Istnienie najmniejszych cząstek o najmniejszym ładunku elektrycznym zostało udowodnione w wielu eksperymentach. Takie eksperymenty przeprowadzili radziecki naukowiec Abram Fiodorowicz Ioffe i amerykański naukowiec Robert Millicap. W swoich eksperymentach naelektryzowali małe cząsteczki pyłu cynku. Zmieniono i obliczono ładunek cząstek pyłu. Robiono to kilka razy. W tym przypadku opłata za każdym razem okazywała się inna. Ale wszystkie jego zmiany były liczbą całkowitą (tj. 2, 3, 4 itd.) większą niż pewna minimalna opłata. Ten wynik można wyjaśnić tylko w ten sposób. Tylko najmniejszy ładunek (lub całkowita liczba takich ładunków) jest dołączony lub oddzielony od ziarna cynku. Ta opłata nie jest już podzielna. Cząstka o najmniejszym ładunku nazywa się elektron.

Ioffe Abram Fiodorowicz (1880-1960)
Rosyjski fizyk, akademik. Twórca języka rosyjskiego szkoła naukowa. Prowadzone badania dotyczące pomiaru ładunku elektronu.

Wisiorek Karol Augustin (1763-1806)
Francuski fizyk, inżynier wojskowy. Wynalazł urządzenie do ustalania podstawowych praw oddziaływań elektrycznych i magnetycznych.

Elektron jest bardzo mały. Masa elektronu to 9,1 10 -31 kg. Masa ta jest około 3700 razy mniejsza niż masa cząsteczki wodoru, która jest najmniejszą ze wszystkich cząsteczek.

Ładunek elektryczny jest jedną z podstawowych właściwości elektronu. Nie można sobie wyobrazić, że ładunek można usunąć z elektronu. Są nierozłączne od siebie.

Ładunek elektryczny to wielkość fizyczna. Jest oznaczony literą q. Za jednostkę ładunku elektrycznego przyjmuje się kulomb (C). Ta jednostka nosi imię francuskiego fizyka Charlesa Coulomba.

Elektron to cząstka o najmniejszym ładunku ujemnym. Jego ładunek wynosi -1,6 10 -19 C.

pytania

Jak eksperymentalnie pokazać, że ładunek elektryczny jest podzielony na części?
Czy ładunek elektryczny ma granicę podzielności?
Jak nazywa się cząstka o najmniejszym ładunku? Co wiesz o ładunku i masie elektronu?

Temat lekcji

Budowa atomu.

Cele Lekcji:

Edukacyjne: wprowadzić pojęcie elektronu jako cząstki o najmniejszym ładunku elektrycznym, rozważyć modele budowy atomu według Thomsona i Rutherforda, dać wyobrażenie o jonach dodatnich i ujemnych;

Rozwijanie: rozwijanie umiejętności analizowania, porównywania, wyciągania wniosków;

Wychowawcze: kształtowanie idei materialności świata, związki przyczynowo-skutkowe między zjawiskami, kształcenie zainteresowań tematem.