Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
27
Добавлен:
07.06.2015
Размер:
34.3 Кб
Скачать

2. Анализ научного содержания и методики изучения атомной физики в курсе физики средней школы. Модель урока: «Модели атома. Квантовые постулаты Бора».

Изучение строение атома в старшей школе начинают с повторения материала этой темы, известного учащимся из курса физики основной школы и анализа явлений, подтверждающих сложную структуру атома: открытие электрона, периодический закон Менделеева, линейчатые спектры и радиоактивность.

Для развития представлений о строении атома рассматривают модели атома (Томсона и планетарная). Затем подробно останавливаются на опыте Резерфорда, который демонстрируют либо с использованием видеофрагмента, либо на основе компьютерной модели. Рассматривая траекторию движения -частиц обращают внимание учащихся на 2 факта: 1) большое число -частиц проходит через тонкую фольгу металла не отклоняясь; 2) отдельные частицы (примерно 1 из 8000) испытывают отклонение на угол больше 90º. Анализ результатов опыта позволяет сделать вывод, что положительный заряд атома и его масса сконцентрированы в очень маленькой области пространства – ядре. Резерфорд предложил планетарную модель атома, которая тоже оказалась несовершенной: обладая ускорение, электрон должен непрерывно излучать энергию, в конечном итоге он должен упасть на ядро. Кроме того, спектр излучения атома должен быть сплошным.

Уточнение модели атома Резерфорда было сделано Н. Бором в 1913 г.

Следующим этапом изучения строения атома является изучение постулатов Бора и следствий из них.

1 постулат (постулат стационарных состояний) – атом может находиться только в особых стационарных состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия; в стационарных состояниях атом энергии не излучает.

2 постулат (правило частот) – при переходе атома из одного стационарного состояния в другое атом испускает или поглощает один фотон, энергия которого равна разности энергий стационарных состояний: h = Em – En.

При углубленном изучении физики некоторые методисты считают уместным сформулировать правило квантования орбит, что позволяет количественно объяснить природу линейчатого спектра и подробно остановиться на спектре атома водорода. Введение правила квантования орбит возможно при условии, что учащиеся знакомы с понятием момента импульса. Бор предположил, что момент импульса электрона, движущегося по круговой орбите пропорционален постоянной Планка:

, или , где n – квантовое число, принимающее целые значения.

Для объяснения линейчатого характера спектра атома водорода используется формула энергии, которой обладает атом в различных стационарных состояниях:

Учащиеся могут подсчитать энергию атомов в основном состоянии (первый энергетический уровень, n = 1). Е1 = - 13,6 эВ. Учитывая, что Е  , получают, что Е2=1/4Е1 = - 3, 39 эВ;

Е3=1/9Е1 = - 1, 51 эВ;

Е4=1/16Е1 = - 0, 85 эВ.

Энергия атома при n   стремится к нулю. Это дает возможность построить диаграмму энергетических уровней атома водорода:

Отмечают, что по мере увеличения n расстояние между уровнями уменьшается, дискретность смазывается, возникает «квазинепрерывность».

Объясняя с помощью постулатов Бора линейчатый характер спектра атома водорода, рассматривают серию линий видимой части спектра, названную серией Бальмера, а также спектральные линии, обнаруженные в ультрафиолетовой (серия Лаймана) и инфракрасной (серия Пашена) частях спектра.

Изучение строения атома продолжается формированием представления о волновых свойствах частиц, которые были обнаружены при наблюдении поведения электронов при их прохождении через кристаллическую решетку (дифракция электронов).

Модель урока

Тема: «Модели атома. Квантовые постулаты Бора»

Цель: развить представление учащихся о строении атома; сформулировать постулаты, объясняющие ряд физических явлений.

Оборудование: таблицы или компьютерные модели атомов.

Тип урока: комбинированный

Ход урока.

  1. Повторение материала основной школы.

Фронтальный опрос, позволяющий восстановить знания о составе атома, заряде и массе электрона, планетарной модели атома.

  1. Объяснение нового материала.

  1. Модель Томсона

  2. Опыты Резерфорда

  3. Ядерная модель атома

  4. Проблемы ядерной модели

  5. Квантовые постулаты Бора и их пояснения

  1. Закрепление

Решение задач

Соседние файлы в папке обзорные лекции