Что можете сказать о делимости зарядов. Электрическое поле: деление электрического заряда и электроскоп

Тема урока

Строение атома.

Цели урока:

Образовательные: ввести понятие электрона, как частицы с наименьшим электрическим зарядом, рассмотреть модели строения атома по Томсону и Резерфорду, дать представление о положительном и отрицательном ионах;

Развивающие: развивать способности учащихся анализировать, сравнивать, делать выводы;

Воспитательные: формирование идеи материальности мира, причинно-следственных связей между явлениями, воспитание интереса к предмету.

• Организационный момент
• Проверка знаний ранее изученного материала
• Изучение нового материала
• Закрепление изученного
• Подведение итога урока
• Домашнее задание

Определите, какое действие будет оказывать

наэлектризованная палочка на подвешенный

на нити шарик в каждом случае, изображенном

на рисунке

Пробковые шарики, подвешенные на нитях,

заряжены. Каковы знаки зарядов шаров?

Металлический шар заряжен. Какого знака заряды

у шариков одинаковой массы, подвешенных на непроводящей тонкой нити?

Сравните заряды капелек воды, пролетающих мимо заряженного шара

Отгадайте кроссворд

Тема урока

Делимость электрического заряда. Электрон.

Строение атома.

Абрам Федорович

Роберт Милликен

(1868 – 1924гг.)

Иоффе (1880 – 1960гг.)

Опыт Роберта Милликена

Устройство

для получения

ультрафиолетового

излучения

Маслёнка-распылитель

Микроскоп

Металлические пластины

При изменении заряда капельки масла

(пылинки цинка) всегда уходит (или

приходит) какая-то частица которая

заряд.

Электрон-

Электрический заряд

q - электрический заряд

1 Кл (кулон)

Шарль Огюстен

Электрон-

элементарная частица, имеющая наименьший отрицательный заряд

m э = 9, 1 · 10 - 31 кг

q э = -1,6 · 10 -19 Кл

Модель Томсона

Джозеф Джон

«пудинг»

Модель Резерфорда

Резерфорд

«Планетарная модель»

Строение ядра

протон

нейтрон

q p = 1,6 · 10 -19 Кл

не заряжен

Планетарная модель атома

Протоны р

Нейтроны n

Электроны е

Атом алюминия

Отрицательный ион – атом, присоединивший один или несколько лишних электронов

Положительный ион – атом, потерявший один или несколько электронов

Положительный ион атома гелия

Отрицательный ион атома гелия

Проверьте себя!

Заполните пропуски:

• В центре атома находится ______
• Вокруг ядра движутся ___________
• Ядро атома состоит из ____________________
• Ядро имеет _______________ заряд.
• Электроны имеют ______________ заряд.
• Протоны имеют _______________ заряд.

электроны

протонов и нейтронов

положительный

отрицательный

положительный

Проверьте себя!

Заполните пропуски:

• Нейтроны
• Атом, потерявший один или несколько электронов, называется ______________________

имеют ______________ заряд.

нейтральны

• Атом, присоединивший один или несколько электронов, называется ______________________

имеет ______________ заряд.

нейтрален

положительным ионом

отрицательным ионом

Определите состав атома

и заполните таблицу

нейтроны

электроны

Домашнее задание

Делимость электрического заряда. Опыт, подтверждающий делимость электрического заряда. Электронно-ядерная модель атома.

Зарядим один электроскоп, а второй нет, соединим их проволокой, заметим, что половина заряда первого передалась второму. Значит эл. заряд можно делить. Если к первому электроскопу, на котором осталась половина первоначального заряда, снова присоединить незаряженный электроскоп, то на нем останется ¼ от первоначального заряда.

Известно, что в обычном состоянии молекулы и атомы не имеют электрического заряда. Следовательно, нельзя объяснить электризацию их перемещением. Если же предположить, что в природе существуют частицы, имеющие электрический заряд, то при делении заряда должен быть обнаружен предел деления. Это значит, что должна существовать частица с наименьшим зарядом.

Существует ли предел деления заряда? Не может ли получиться заряд такой величины, который уже не поддается дальнейшему делению?

Для деления заряда на маленькие порции его следует передавать не шарам, а маленьким крупинкам металла или жидкости. После чего измеряли заряд, полученный на этих маленьких телах. Опытами было установлено, что возможно получить заряд, который в миллиарды миллиардов раз меньше, чем в рассмотренных нами опытах. Но дальше определенной величины заряд разделить не удавалось. Это позволило предположить, что существует заряженная частица, которая имеет самый малый заряд, который разделить невозможно.

Электрон очень мал. Масса электрона равна 9,1 × 10 -31 кг. Эта масса примерно в 3700 раз меньше массы молекулы водорода, которая является наименьшей из всех молекул.

Электрический заряд – это одно из основных свойств электрона. Нельзя представить, что этот заряд можно снять с электрона. Они неотделимы друг от друга.

Электрический заряд – это физическая величина. Она обозначается буквой q. За единицу электрического заряда принят кулон (Кл). Эта единица названа в честь французского физика Шарля Кулона.

Электрон – частица с наименьшим отрицательным зарядом. Его заряд равен 1,6 × 10 -19 Кл.

*Впервые определить заряд электрона удалось учёным Иоффе и Милликену.

Закон Кулона - сила взаимодействия точечных заряженных тел прямопропорциональна произведению зарядов этих тел и обратнопропорциональна квадрату расстояния между ними.

Точечно заряженные тела – тела, размерами которых в условии данной задачи можно пренебречь.

Заряд ядра равен по абсолютному значению общему заряду электронов атома, можно предположить заряженные частицы. Их назвали протонами. Каждый протон имеет массу, в 1840 раз большую, чем масса электрона. Атом в целом не имеет заряда , он нейтрален, потому что положительный заряд его ядра равен отрицательному заряду всех его электронов.

Атом – это мельчайшая частица вещества, наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его химических свойств.

Э. Резерфорд установил, что внутри атома находятся положительно заряженное ядро, а снаружи – электрон.

*Ядро меньше атома в 10 тысяч раз.

*Масса атома практически равна массе его ядра.

Положительный ион – атом, потерявший электрон.

Отрицательный ион – атом, присоединивший один или несколько электронов.

Протон – ядро атома, который несёт один элементарный заряд.

Нейтрон – элементарная частица, не имеющая электрического заряда.

Протоны и нейтроны называют нуклонами – частицами ядра.

Валентные электроны – электроны, расположенные на внешнем слое.

Изотоп – это химический элемент с одинаковым количеством протонов и электронов, но с разным количеством нейтронов.

Опыты Н. Бора определили, что электроны в атомах располагаются слоями-оболочками (энергетическими уровнями. 1 уровень=2 электрона, 2 ур.=8, 3ур.=18, 4 ур.=32)

Согласно учению Фарадея и Максвелла в пространстве, где находится электрический заряд, существует электрическое поле. Майкл Фарадей английский физик и химик (22 сентября августа 1867) Джеймс Клерк Максвелл известный английский физик (13 июня ноября 1879)

Наэлектризованные тела взаимодействуют друг с другом на расстоянии – притягиваются и отталкиваются как в пространстве, где имеется воздух, так и вакууме. В пространстве вокруг электрического заряда существует электрическое поле. Электрическое поле можно изобразить графически с помощью силовых линий электрического поля, которые имеют направление.

Сила, с которой электрическое поле действует на внесенный в него электрический заряд, называется электрической силой Вблизи заряженных тел действие поля сильнее, а при удалении от них поле ослабевает.

Пусть левый электроскоп заряжен, а правый – нет. Соединим электроскопы проволокой. Мы увидим, что заряд поровну распределится между приборами. Убрав проволоку и коснувшись правого электроскопа рукой, мы заставим его заряд перейти внутрь нашего тела. После этого опять соединим электроскопы проволокой. Так можно поступать сотни раз: заряд будет делиться на все более мелкие части. Однако американский физик Р.Милликен и советский физик А.Ф. Иоффе опытами установили, что заряд любого тела можно делить не бесконечно.

Q –электрический заряд (Кл) КУЛОН Шарль Огюстен (14 июня августа1806) Французский физик и инженер.

Если вы походили в одежде из синтетической ткани, то очень вероятно, что вскоре вы ощутите не очень приятные последствия от такого занятия. Ваше тело наэлектризуется и, здороваясь с другом или дотрагиваясь до дверной ручки, вы ощутите острый укол тока.

Это не смертельно и не опасно, но не очень-то приятно. Каждый хотя бы раз в жизни сталкивался с подобным явлением. Но частенько мы узнаем, что наэлектризовались, уже по последствиям. Можно ли узнать, что тело наэлектризовано каким-нибудь более приятным способом, чем укол тока? Можно.

Для чего нужны электроскоп и электрометр?

Самый простой прибор для определения наэлектризованности – электроскоп. Принцип действия его очень прост. Если дотронуться до электроскопа телом, обладающим каким-либо зарядом, то этот заряд передастся металлическому стержню с лепестками внутри электроскопа. Лепестки приобретут заряд одного знака и разойдутся, отталкиваемые одноименным зарядом друг от друга. По шкале можно будет увидеть размер заряда в кулонах. Есть еще разновидность электроскопа – электрометр. Вместо лепестков на металлическом стержне в нем укреплена стрелка. Но принцип действия тот же – стержень и стрелка заряжаются и отталкиваются друг от друга. Величина отклонения стрелки показывает на шкале уровень заряда.

Деление электрического заряда

Возникает вопрос – если заряд может быть разным, значит, существует какая-то величина наименьшего заряда, который нельзя разделить? Ведь можно же уменьшать заряд. Например, соединив заряженный и незаряженный электроскопы проволокой, мы разделим заряд поровну, что и увидим на обоих шкалах. Разрядив один электроскоп рукой, вновь разделим заряд. И так до тех пор, пока величина заряда не станет меньше минимального деления шкалы электроскопа. Применив приборы для более тонкого измерения, удалось установить, что деление электрического заряда не бесконечно. Величину наименьшего заряда обозначают буквой е и называют элементарным зарядом. e=0,00000000000000000016 Кл=1,6*(10)^(-19) Кл (Кулона). Эта величина в миллиарды раз меньше величины заряда, который мы получаем, наэлектризовав волосы расческой.

Сущность электрического поля

Еще один вопрос, который возникает при изучении явления электризации, заключается в следующем. Чтобы передать заряд, нам надо прикоснуться непосредственно наэлектризованным телом к другому телу, но чтобы заряд подействовал на другое тело, непосредственный контакт не нужен. Так, наэлектризованная стеклянная палочка притягивает к себе кусочки бумаги на расстоянии, не дотрагиваясь до них. Может, это притяжение передается по воздуху? Но опыты показывают, что в безвоздушном пространстве эффект притяжения остается. Что же это тогда?

Это явление объясняют существованием вокруг заряженных тел определенного вида материи – электрического поля. Электрическому полю в курсе физики 8 класса дают следующее определение: электрическое поле – это особый вид материи, отличающейся от вещества, существующий вокруг каждого электрического заряда и способный действовать на другие заряды. Честно говоря, до сих пор нет однозначного ответа, что это такое, и каковы его причины. Все, что мы знаем об электрическом поле и его воздействии, установлено опытным путем. Но наука движется вперед, и хочется верить, что и данный вопрос когда-нибудь разрешится до полной ясности. Тем более, что хотя мы и не до конца понимаем природу существования электрического поля, тем не менее, мы уже довольно неплохо научились использовать это явление на благо человечества.

Цели урока:

• показать, что электрический заряд можно делить на части;
• познакомить учащихся с электроном;
• познакомить учащихся с планетарной моделью атома по Резерфорду;
• развивать способности учащихся анализировать, сравнивать, делать выводы.
• развивать мышление учащихся.

Наглядные пособия и оборудование:

• презентация;
• мультимедийный проектор;
• электроскопы, металлическая проволока с изолированной ручкой, стеклянная и эбонитовая палочки, куски меха, шёлка;
• "султаны" на подставке, электрофорная машина;
• таблица "Периодическая система химических элементов Менделеева".

Ход урока

Актуализация знаний

Наэлектризуем "султан" с помощью электрофорной машины. Почему полоски "султана" разошлись в разные стороны?

Сообщим двум "султанам" с помощью электрофорной машины сначала разноимённые заряды, а затем одноимённые. Объясните наблюдаемые явления. Почему в первом случае полоски "султанов" притягиваются, а во втором - отталкиваются?

Как называется прибор?

Коснёмся шара электроскопа наэлектризованной палочкой из стекла. Почему отклоняется стрелка электроскопа

С помощью чего осуществляется электрическое взаимодействие заряженных тел?

Разгадаем кроссворд и узнаем, о чём мы сегодня будем говорить на уроке. (Слайд 1)

Способ сообщения телу электрического заряда.

Вещество, которое не проводит электричество.

Вещество, которое хорошо проводит электричество.

Прибор, служащий для обнаружения и измерения электрического заряда.

Делимость электрического заряда.

Зарядим электроскоп, при помощи металлической проволоки соединим его с незаряженным электроскопом.

Что произошло? Почему?

(Половина заряда первого шара перешла на второй, заряд разделился на две равные части) Повторим опыт. Заряд первого шара ещё уменьшился в два раза. На первом электроскопе останется от первоначального заряда. значит, электрический заряд может делится.

Как вы думаете, можно ли заряд делить бесконечно?

Почему? Существует ли предел деления заряда?

Русский учёный А. Ф. Иоффе и американский учёный Р. Милликен доказали, что это деление имеет предел. Был сделан вывод о существовании в природе частицы, имеющей наименьший отрицательный заряд. (Слайд 3) Эту частицу назвали электроном. (Слайд 4)

Электрон - элементарная частица, имеющая отрицательный заряд.

Частица, имеющая наименьший положительный заряд, называется протоном.

Электроны и протоны входят в состав атома.

Заряд протона равен по модулю заряду электрона.

Учёный Резерфорд экспериментально обосновал планетарную модель атома (Слайд 5):

• в центре атома находятся положительно заряженное ядро;
• вокруг ядра движутся отрицательно заряженные электроны.

Как вы думаете, почему модель атома называется планетарной?

Ядро состоит из протонов и нейтронов.

Какой заряд имеют протоны? Нейтроны? Как вы думаете, имеет ли атом электрический заряд?

Число электронов равно числу протонов, значит заряд ядра равен по модулю заряду электронов, следовательно, атом нейтрален.

Массы протона и нейтрона во много раз больше массы электрона, поэтому масса атома сосредоточена в ядре.

Атомы разных элементов отличаются друг от друга числом протонов, нейтронов и электронов.

Найдите в таблице Менделеева алюминий. (Слайд 6)

Чему равен порядковый номер алюминия? Чему равна его атомная масса?

Определите состав атомов водорода, гелия, лития. (Слайды 7,8,9) Модель какого атома изображена на рисунке? (Слайд 10) Почему атом нейтрален?

Атом, потерявший один или несколько электронов, будет иметь положительный заряд. Его называют положительным ионом.

Атом, присоединивший один или несколько электронов, будет иметь отрицательный заряд. Его называют отрицательным ионом. (Слайд 11)

Закрепление изученного материала.

Проверим, как вы усвоили тему сегодняшнего урока. (Слайд 12,13)

В центре атома находится ______

Вокруг ядра движутся ___________

Ядро атома состоит из ____________________

Ядро имеет _______________ заряд.

Электроны имеют ______________ заряд.

Протоны имеют _______________ заряд.

Нейтроны имеют _______________ заряд.

Атом имеют _______________ заряд.

Атом, потерявший один или несколько электронов, называется ________________

Атом, присоединивший один или несколько электронов, называется _____________

Определите состав атома и заполните таблицу (Слайд 14):

Домашнее задание: Параграф 29,30, упражнение 11.