Презентация на тему "эрнест резерфорд". Презентация к уроку физики "Модель атома Резерфорда". презентация к уроку по физике на тему Презентация на тему эрнест резерфорд

Эрнест Резерфорд

Выполнила: Васильева Лера

Ученица 9 класса

Эрнест Резерфорд- британский физик новозеландского происхождения.

Известен как «отец» ядерной физики. Лауреат Нобелевской премии по химии 1908 года. Все опыты, поставленные Резерфордом, носили фундаментальный характер и отличались исключительной простотой и ясностью.

В 1911 году своим знаменитым опытом рассеяния α-частиц доказал существование в атомах положительного заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов вокруг него. На основе результатов опыта создал планетарную модель атома.

Биография

Резерфорд родился в Новой Зеландии в небольшом посёлке Спринг-Грув, расположенном на севере Южного острова близ города Нельсона, в семье фермера, выращивавшего лён. Отец - Джеймс Резерфорд, иммигрировал из г. Перт (Шотландия). Мать - Марта Томпсон, родом из Хорнчёрча, графство Эссекс, Англия. В это время другие шотландцы эмигрировали в Квебек (Канада), но семье Резерфорд не повезло и бесплатный билет на пароход правительство предоставило до Новой Зеландии, а не до Канады.

Эрнест был четвёртым ребёнком в семье из двенадцати детей. Имел удивительную память, богатырское здоровье и силу. С отличием окончил начальную школу, получив 580 баллов из 600 возможных и премию в 50 фунтов стерлингов для продолжения учёбы в колледже Нельсона. Очередная стипендия позволила ему продолжить обучение в Кентербери-колледже в Крайстчёрче (ныне Новозеландский университет). В те времена это был маленький университет со 150 студентами и всего 7 профессорами. Резерфорд увлекается наукой и с первого дня начинает исследовательскую работу.

Резерфорд планировал заниматься детектором радиоволн или волн Герца, сдать экзамены по физике и получить степень магистра. Но в следующем году оказалось, что государственная почта Великобритании выделила деньги Маркони на эту же самую работу и отказалась её финансировать в Кавендишской лаборатории. Так как стипендии не хватало даже на еду, Резерфорд вынужден был начать работать репетитором и ассистентом у Дж. Дж. Томсона по теме изучения процесса ионизации газов под действием рентгеновских лучей. Вместе с Дж. Дж. Томсоном Резерфорд открывает явление насыщения тока при ионизации газа.

В 1898 году Резерфорд открывает альфа- и бета-лучи. Спустя год Поль Вийяр открыл гамма-излучение (название этого типа ионизирующего излучения, как и первых двух, предложено Резерфордом).

В 1908 году Резерфорду была присуждена Нобелевская премия по химии «за проведённые им исследования в области распада элементов в химии радиоактивных веществ». В 1914 году Резерфорд удостоен дворянского титула и становится «сэром Эрнстом». 12 февраля в Букингемском дворце король посвятил его в рыцари: он был облачён в придворный мундир и препоясан мечом. Свой геральдический герб, утверждённый в 1931 году, пэр Англии барон Резерфорд Нельсон (так стал зваться великий физик после возведения в дворянское звание) увенчал птицей киви, символом Новой Зеландии. Рисунок герба - изображение экспоненты - кривой, характеризующей монотонный процесс убывания со временем числа радиоактивных атомов.

Герб Эрнеста Резерфорда

Научная деятельность

1904 год - «Радиоактивность».

1905 год - «Радиоактивные превращения».

1930 год - «Излучения радиоактивных веществ» (в соавторстве с Дж. Чедвиком и Ч. Эллисом).

Изучение явления радиоактивности

После открытия радиоактивных элементов началось активное изучение физической природы их излучения. Резерфорду удалось обнаружить сложный состав радиоактивного излучения.

Опыт состоял в следующем. Радиоактивный препарат помещали на дно узкого канала свинцового цилиндра, напротив помещалась фотопластинка. На выходившее из канала излучение действовало магнитное поле. При этом вся установка находилась в вакууме.

Схема опыта по обнаружению сложного состава радиоактивного излучения. 1 - радиоактивный препарат, 2 - свинцовый цилиндр, 3 - фотопластинка.

Таким образом, было установлено, что при заряде, равном двум элементарным, альфа-частица имеет четыре атомные единицы массы. Из этого следует, что альфа-излучение - это поток ядер гелия.

В 1920 году Резерфорд высказал предположение, что должна существовать частица массой, равной массе протона, но не имеющая электрического заряда - нейтрон. Однако обнаружить такую частицу ему не удалось. Её существование было экспериментально доказано Джеймсом Чедвиком в 1932 году.

Кроме того, Резерфорд уточнил на 30 % отношение заряда электрона к его массе.

Эксперимент Гейгера - Марсдена с золотой фольгой

Резерфорд - один из немногих лауреатов Нобелевской премии, кто сделал свою самую известную работу после её получения. Совместно с Гансом Гейгером и Эрнстом Марсденом в 1909 году, он провёл эксперимент, который продемонстрировал существование ядра в атоме. Резерфорд попросил Гейгера и Марсдена в этом эксперименте искать альфа-частицы с очень большими углами отклонения, что не ожидалось от модели атома Томсона в то время. Такие отклонения, хотя и редкие, были найдены, и вероятность отклонения оказалась гладкой, хотя и быстро убывающей функцией угла отклонения.

Резерфорд смог интерпретировать полученные в результате эксперимента данные, что привело его к разработке планетарной модели атома в 1911 году. Согласно этой модели атом состоит из очень маленького положительно заряженного ядра, содержащего большую часть массы атома, и обращающихся вокруг него лёгких электронов.

Схема опыта по рассеянию ɑ-частиц. 1 - радиоактивный препарат, 2 - свинцовый цилиндр, 3 - фольга из исследуемого материала, 4 - полупрозрачный экран, покрытый ZnS, 5 - микроскоп.

Вверху: Ожидаемые результаты: α-частицы, проходящие через ядро в модели Томсона. Внизу: Наблюдаемые результаты: небольшая часть частиц отклоняется, указывая на небольшой, концентрированный положительный заряд. Обратите внимание, что изображения не в масштабе, а в действительности ядро значительно меньше, чем электронная оболочка.

Эрнест Резерфорд скончался 19 октября 1937 года через четыре дня после срочной операции по поводу неожиданного заболевания - ущемления грыжи - в возрасте 66 лет (хотя его родители прожили до 90 лет). Он был похоронен в Вестминстерском аббатстве, рядом с могилами Ньютона, Дарвина и Фарадея.

В честь Эрнеста Резерфорда названы:

химический элемент номер 104 в периодической системе - Резерфордий, впервые синтезированный в 1964 году и получивший данное название в 1997 (до этого носил название «Курчатовий»).

лаборатория Резерфорда - Эплтона, одна из национальных лабораторий Великобритании, открытая в 1957 году.

астероид (1249) Резерфордия.

Медаль и премия Резерфорда Института физики (Великобритания).

Скульптура молодого Эрнеста Резерфорда. Мемориал в Новой Зеландии

Слайд 1

Текст слайда:

Эрнест Резерфорд

Слайд 2

Текст слайда:

Слайд 3

Текст слайда:

Эрнест Резерфорд

Родился в семье колесного мастера Джеймса Резерфорда и его жены учительницы Марты Томпсон. Кроме Эрнеста в семье было еще 6 сыновей и 5 дочерей.

Слайд 4

Текст слайда:

Слайд 5

Текст слайда:

Одно из первых открытий Резерфорда заключалось в том, что радиоактивное излучение урана состоит из двух различных компонентов, которые ученый назвал альфа- и бета-лучи. Позже он продемонстрировал природу каждого компонента (они состоят из быстродвижущихся частиц) и показал, что существует еще
и третий компонент, который
назвал гамма-лучами.

Слайд 6

Текст слайда:

Но Резерфорд обнаружил, что некоторые альфа-частицы, проходя сквозь золотую фольгу, отклоняются очень сильно. Фактически некоторые вообще отлетают назад! Почувствовав, что за этим кроется нечто важное, ученый тщательно посчитал количество частиц, полетевших в каждом направлении. Затем путем сложного, но вполне убедительного математического анализа он показал единственный путь, которым можно было объяснить результаты экспериментов: атом золота состоял почти полностью из пустого пространства, а практически вся атомная масса была сконцентрирована в центре, в маленьком "ядре" атома!

Слайд 7

Слайд 8

Текст слайда:

Личность Резерфорда постоянно поражала всех, кто с ним встречался. Он был крупным человеком с громким голосом, беспредельной энергией и заметным недостатком скромности. Когда коллеги отмечали сверхъестественную способность Резерфорда всегда находиться "на гребне волны" научных исследований, он сразу отвечал: "А почему бы и нет? Ведь это я вызвал волну, не так ли?" Немногие ученые стали бы
возражать против этого
утверждения.

Эрнест Резерфорд

Родился в Новой Зеландии. Сын фермера-скотовода. С 1895 г. работал в Кавендишской лаборатории. Был первым «заморским докторантом».

Участвовал в работах по исследованию катодных и рентгеновских лучей под руководством Дж. Дж. Томсона. Разработал «магнитный детектор электромагнитных волн».

С 1898 г. занялся исследованием радиоактивности. Установил заряд и массу частиц. Доказал (совместно с Ф. Содди), что в процессе радиоактивного распада появляется атом другого элемента. Установил закон радиоактивного распада.

В 1898 - 1907 г.г. работал в Монреале (Канада), в 1907 - 1919 г.г. - в Манчестерском университете (Великобритания). 1919 - 1937 г.г. - директор Кавендишской лаборатории.

Исследование частиц

Рассеяние -частиц пластинкой слюды

1909 г., Резерфорд, Марсден, Гейгер.

Установлено, что одна из примерно 8000 частиц рассеивается на угол, близкий к 180°.

Ганс Гейгер

Рассеяние частиц золотой фольгой

Резерфорд писал: “Это столь же невероятно, как если бы вы выстрелили 15-дюймовым снарядом в кусок тонкой бумаги, а снаряд вернулся бы к вам и нанес удар.”

Рассеяние частиц золотой фольгой

Вероятность такого «разворота» -частицы намного меньше 1/8000. Она практически равна нулю.

Рассеяние частиц золотой фольгой

Единственным

правдоподобным объяснением рассеяния -частиц на большие углы было наличие массивного, хотя и очень малого положительно заряженного тела внутри атома.

В конце 1910 года Резерфорд сказал Гейгеру: «Я знаю, как

выглядит атом».

В самом начале статьи в «Phylosophical Magazine» написано: «Вопрос об устойчивости атома рассматривать пока преждевременно»

И все-таки они вертятся?

Причины, по которым планетарный атом существовать не может:

- электроны движутся по замкнутым траекториям, следовательно, они движутся с ускорением;

- заряженные частицы, движущиеся с ускорением, должны излучать ЭМВ и поэтому терять энергию, а значит, и скорость;

- в результате электрон должен упасть на ядро.

6.4. Правило

квантования Бора - Зоммерфельда.

Что общего у атома и квантов?

Нильс Бор (1885 - 1962)

1. Для того, чтобы объяснить, как может существовать планетарный атом Резерфорда, Бор выдвинул смелое предположение о том, что свойство квантования, то есть дискретного изменения присуще не только квантам света - фотонам, но имеет более глубокий смысл.

2 . Он обратил внимание на то, что постоянная Планка h имеет размерность (в системе СИ, которой тогда не было, Дж·с), совпадающую с размерностью физической величины, называемой действием .

3. Бор предположил, что все физические величины должны изменяться так, что в ходе любых процессов действие должно быть равно целому числу постоянных Планка h.

4. Основываясь на предположении о квантовании (скачкообразном изменении) действия, Бор предположил, что при движении электрона по орбите вокруг положительного заряженного ядра выполняется условие

то есть квантуется действие электрона.

Правило квантования Бора - Зоммерфельда

Согласно Планку излучение света происходит порциями – квантами, энергия

которых равна h

E h .

Изменение энергии стоячей волны, возникающей в полости вокруг абсолютно чёрного тела также равно E h h .

Стоячие волны можно рассматривать, как линейные гармонические осцилляторы. Согласно Планку, из всех возможных состояний линейного гармонического осциллятора осуществляются только такие, энергия которых

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Модели атомов. Опыт Резерфорда. Учитель физики Дундукова Ольга Николаевна

Древнегреческий философ-материалист, основатель атомистической гипотезы объяснения мира (460-370 гг. до н.э.) Демокрит Свойства того или иного вещества определяются формой, массой, и прочими характеристиками образующих его атомов. Например, у огня атомы остры, поэтому огонь способен обжигать, у твёрдых тел они шероховаты, поэтому накрепко сцепляются друг с другом, у воды - гладки, поэтому она способна течь. Даже душа человека, состоит из атомов. 13 Модели атомов. Опыт Резерфорда

Вещество Физическое тело Молекула Атом Выстраивалась логическая цепочка Оставалось ответить на вопрос – как устроен атом? ? 18 Модели атомов. Опыт Резерфорда

(1856-1940 г.г.) Английский ученый, открывший электрон и предложивший достаточно разработанную модель атома Джозеф Джон Томсон Модель атома Томсона 20 Модель не объясняла дискретный характер излучения атома и его устойчивость. Атом - как некоторое положительно заряженное тело с заключёнными внутри него электронами. . Модели атомов. Опыт Резерфорда (“ ПУДИНГ С ИЗЮМОМ ”)

Опыт Резерфорда 21 Модели атомов. Опыт Резерфорда

(1871-1937 г.г.) Английский ученый, заложивший основы учения о радиоактивности и строении атома Эрнест Резерфорд Открыл и объяснил радиоактивное превращение химических элементов Сделал вывод о существовании в атоме массивного ядра Открыл альфа и бета-излучение Планетарная модель атома 22 Модели атомов. Опыт Резерфорда

Альфа-частицы от радиоактивного источника, пройдя через диафрагму, попадают на тонкую фольгу из золота. Она имеет толщину около микрона, т.е. состоит приблизительно из 3000 атомных слоев. При попадании альфа-частицы на экран возникает свечение люминесцентного слоя Опыт Резерфорда 23 Модели атомов. Опыт Резерфорда

Наблюдения Резерфорда показали Некоторое количество альфа-частиц отклоняется на небольшие углы В атомах есть отрицательные частицы Есть альфа-частицы, отклоняющиеся от фольги на углы более В атоме есть положительные частицы 24 Модели атомов. Опыт Резерфорда Атом не является сплошным, в нем есть пустоты Большинство альфа-частиц легко проходит через фольгу не отклоняясь

Выводы по результатам опыта: В центре атома находится массивное положительно заряженное ядро, занимающее малый объем атома Вокруг ядра движутся электроны, масса которых значительно меньше массы ядра Атом электрически нейтрален, т.к. заряд ядра равен модулю суммарного заряда электронов 26 Модели атомов. Опыт Резерфорда

Модели атомов. Опыт Резерфорда 27 Модель атома Резерфорда Электроны Ядро Атом – положительно заряженная частица (ядро), вокруг которой вращаются отрицательно заряженные частицы (электроны)

28 Модели атомов. Опыт Резерфорда Такова электронно-ядерная модель атома по Резерфорду Иногда ее называют планетарной из-за сходства со строением Солнечной системы

В результате опыт а по рассеянию альфа-частиц: Был а доказана несостоятельность модели атома Томсона Определен порядок диаметров атомных ядер - м.) Выдвинута ядерная модель строения атома 29 Модели атомов. Опыт Резерфорда Опыт Резерфорда позволил:

Модели атомов. Опыт Резерфорда 31 Составьте логическую схему из слов: Молекула Поле Электрон Атом Ядро Вещество Материя

Модели атомов. Опыт Резерфорда 32 Правильный ответ: Молекула Поле Электрон Атом Ядро Вещество Материя

Модели атомов. Опыт Резерфорда 33 Гимназия 1526. Зелененькая Л.Е. Прочитайте текст, вставляя пропущенные слова В 1911 году английский физик Эрнест Резерфорд поставил опыт по исследованию и атома. В своих опытах он использовал: Источник; Очень тонкую фольгу; Экран, способный под действием частиц. Он пришел к о том, что напоминает по строению нашу Солнечную систему. Подобно тому, как планеты движутся вокруг массивного, в атоме движутся вокруг массивного. Модель атома созданную назвали. Пропущенные слова (в именительном падеже): солнце, атом, вывод, ядро, Эрнест Резерфорд, светиться, опыт, состав, планетарная, строение, металлическая, заряженные, альфа-частицы, электроны.

Модели атомов. Опыт Резерфорда 34 Правильный ответ: В 1911 году английский физик Эрнест Резерфорд поставил опыт по исследованию состава и строения атома. В своих опытах он использовал: Источник альфа-частиц; Очень тонкую металлическую фольгу; Экран, способный светиться под действием заряженных частиц Он пришел к выводу о том, что атом напоминает по строению нашу Солнечную систему. Подобно тому, как планеты движутся вокруг массивного Солнца, электроны в атоме движутся вокруг массивного ядра. Модель атома созданную Эрнестом Резерфордом назвали планетарной.

Модели атомов. Опыт Резерфорда 35 Параграф §56 (ответить на вопросы к параграфу). (Перышкин А.В., Гутник Е.Н. Физика 9 класс. -М. : Дрофа, 2007.) Домашнее задание: Спасибо за урок!!!

«Строение атома» - Молекулы. Анри Беккерель. Доказал, что атом имеет плотное ядро. Дж. Джозеф Томсон. Уильям Крукс. Вещество. Атомы. Эрнест Резерфорд. В 1879 году открыл катодные лучи. Число протонов в атоме равно порядковому номеру. Основные сведения о строении атомов. Заряд ядра совпадает с номером химического элемента в таблице Менделеева.

«Атом в физике» - Содержание. При переходе с орбиты на орбиту электрон излучает кванты. Постулаты Бора. Руководитель: Саркисян А.В. Второй постулат. В стационарном состоянии атом не излучает. Резерфорд известен как «отец» ядерной физики, создал планетарную модель атома. hv= IEn- EmI. Опираясь на классические представления о движении микрочастиц, Резерфорд предложил планетарную модель атома.

«Строение ядра атома» - Обозначается - , имеет массу? 1а.е.м. и заряд равный заряду электрона. - Частицы ядро. 10 -12. Стеклянный экран, покрытый специальным веществом Радиоактивное вещество, излучающее - частицы. 2 - 4. 17. Модель атома резерфорда. Строение атома. Радиоактивное превращение атомных ядер. 16. 13 - 15.

«Атомное ядро» - Нейтрон, как теперь известно, на 0,1% тяжелее протона. Ядерные силы. Опыты Чедвика. Однако внутри стабильного ядра нейтроны связаны с протонами и самопроизвольно не распадаются. Модель ядра. Открытие строения ядра. Дж.Чедвик повторил эксперимент. 1932 г Иваненко и Гейзенберг предложили протонно-нейтронную модель атомного ядра.

«Применение фотоэффекта» - Применение вакуумных фотоэлементов в звуковом кино. Электронное пособие по физике. Работа выхода. История открытия и исследования фотоэффекта. Трудности волновой теории в объяснении фотоэффекта. ПРЕЗЕНТАЦИЯ