10. Методика изучения электростатики и строения атома в теме «Электромагнитные явления» курса физики 8 класса.

Строение веществ – сквозная тема школьных курсов физики и химии. Учащиеся получат более глубокие и прочные знания о строении веществ, изучая эту тему в систематической, конкретной связи обоих курсов. При этом тема станет более доступной учащимся.

При изучении химии учащиеся овладевают знаниями о строении веществ на двух уровнях: в VII классе – на уровне атомно-молекулярной теории, в VIII классе – на основе учения о сложном строении атомов. Наибольшие трудности связаны с переходом с первого уровня усвоения на второй, так как на данном этапе обучения познакомить учащихся с волновыми свойствами электронов не представляется возможным.

Слово «атом» переводится с древнегреческого языка как» неделимый» Так и предполагалось почти до конца XIX века. В 1911 г. Э. Резерфорд обнаружил, что в атоме существует положительно заряженное ядро. Позже было доказано, что оно окружено электронной оболочкой.

Таким образом, атом представляет собой материальную систему, состоящую из ядра и электронной оболочки.

Атомы очень маленькие – так, по толщине бумажного листа укладываются сотни тысяч атомов. Размеры атомных ядер – еще в сто тысяч раз меньше размеров атомов.

Ядра атомов заряжены положительно, но состоят они не только из протонов. Ядра содержат еще и нейтральные частицы, открытые в 1932 году и названные нейтронами. Протоны и нейтроны вместе носят название нуклоны - то есть ядерные частицы.

Любой атом в целом электронейтрален, а это значит, что число электронов в электронной оболочке атома равно числу протонов в его ядре.

Таблица 1. Важнейшие характеристики электрона, протона и нейтрона

Название «электрон» происходит от греческого слова, означающего» янтарь».

Название «протон» происходит от греческого слова, означающего» первый».

Название «нейтрон» происходит от латинского слова, означающего» ни тот, ни другой» (имеется в виду его электрический заряд).

Знаки «–»,» +» и» 0» в символах частиц занимают место правого верхнего индекса.

Размер электрона столь мал, что в физике (в рамках современной теории) вообще считается некорректным говорить об измерении этой величины.

Между всеми заряженными частицами атома действуют электрические (электростатические) силы: электроны атома притягиваются к ядру и вместе с тем отталкиваются друг от друга. Действие заряженных частиц друг на друга передается электрическим полем.

Все протоны в ядре заряжены положительно и за счет электрических сил отталкиваются друг от друга. Но ядра же существуют! Следовательно, в ядре, кроме электростатических сил отталкивания, действует еще какое-то взаимодействие между нуклонами, за счет сил которого они притягиваются друг к другу, причем это взаимодействие – значительно сильнее электростатического. Эти силы называются ядерными силами, взаимодействие – сильным взаимодействием, а поле, передающее это взаимодействие – сильным полем.

В отличие от электростатического, сильное взаимодействие ощущается только на коротких расстояниях – порядка размеров ядер. Но силы притяжения, вызванные этим взаимодействием (F_я) во много раз больше электростатических (F_э). Отсюда – «прочность» ядер во много раз больше «прочности» атомов. Поэтому в химических явлениях изменяется только электронная оболочка, а ядра атомов остаются неизменными.

Общее число нуклонов в ядре называется массовым числом и обозначается буквой А. Число нейтронов в ядре обозначается буквой N, а число протонов – буквой Z. Эти числа связаны между собой простым соотношением: A=Z+N.