Опыт Резерфорда

Rutherford Scattering by PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, licensed under CC-BY-4.0 (https://phet.colorado.edu)

Название проекта: Опыт Резерфорда

Эта виртуальная лаборатория предназначена для использования на уроках химии по следующим темам:

  • 10 класс. Глава I. “Строение атома”.

Цели:

  • Изучить модели атома Томсона и Резерфорда, их основные характеристики и отличия.
  • Понять опыт Резерфорда и его значение для развития представлений о строении атома.
  • Провести виртуальный эксперимент, имитирующий опыт Резерфорда, и проанализировать его результаты.

Практическая часть

play-rounded-fill

Опыт Резерфорда

Давайте повторим опыт Резерфорда!

  1. Для этого запустите симуляцию PhET. Вам даны два режима на выбор: Rutherford atom и Plum pudding atom. Давайте сначала рассмотрим возможный результат эксперимента по модели Томсона. Выберите режим Plum pudding atom.

2.Вы можете увидеть на экране тонкую золотую фольгу, увеличенное изображение ее атома в виде «пудинга с изюмом» и электроны, как «изюминки». В правом верхнем углу экрана находится раздел «Legend«, где представлены составные части атома. В разделе «Alpha particle» вы можете регулировать интенсивность бомбардировки альфа-частицами, перемещая ползунок вправо-влево.

3. Запустите бомбардировку альфа-частицами. Установите максимальную интенсивность. Включите опцию «Traces» для отслеживания траекторий частиц. Проанализируйте отклонения частиц. Повторите бомбардировку с минимальной интенсивностью. Наблюдаются ли рассеивание частиц? 

4. Перейдите в режим  Rutherford atom. Здесь представлена планетарная модель атома. В этой модели ядро атома положительно заряженное и  находится в центре. Вокруг ядра видны орбитали энергетических уровней электрона. 

5. Модель позволяет наблюдать за ходом эксперимента как на уровне нескольких атомов, так и на уровне ядра. В разделе «Atom» вы можете изменить состав ядра, регулируя количество протонов и нейтронов.

6. Установите минимальное количество протонов и нейтронов. Бомбардируйте атомы альфа-частицами.

7. Повторите предыдущий шаг  с максимальным числом протонов и нейтронов.

8. Ответьте на вопросы:

  • Какие существенные отличия вы заметили между моделями Томсона и Резерфорда во время проведения эксперимента?
  • Как интенсивность бомбардировки альфа-частицами влияет на ход эксперимента?
  • Как количество протонов и нейтронов в ядре влияет на угол отклонения альфа-частиц?

Заключение

В ходе работы были изучены модели атома Томсона и Резерфорда, проведен виртуальный эксперимент, имитирующий опыт Резерфорда.

Словарь терминов

  • Atom — атом
  • Nucleus — ядро
  • Proton — протон
  • Neutron — нейтрон
  • Alpha particles — альфа-частицы
  • Positive charge — положительный заряд
  • Electron energy level — энергетический уровень электрона
  • atomic scale — атомная шкала
  • Rutherford atom — атом Резерфорда
  • Plum pudding atom — модель Томсона (“пудинг с изюмом”)