Усі уроки фізики 10 клас ІI семестр - Рівень стандарт - 2018 рік

Розділ IV. Електричне поле

УРОК № 101 / IV-8. ВИМІРЮВАННЯ ЕЛЕМЕНТАРНОГО ЕЛЕКТРИЧНОГО ЗАРЯДУ. ДОСЛІД ЙОФФЕ-МІЛЛІКЕНА

Мета: 1) сформувати уявлення про способи пізнання природи, а саме — відкриття електрона та визначення його заряду та маси в дослідах Йоффе-Міллікена, навчити учнів використовувати модель досліду для розв'язування задач; довести подільність електричного заряду та існування елементарного заряду;

2) продовжити розвиток інформаційної компетентності учнів, а саме — перетворення наочної інформації, поданої у відеоряді, на текстову, сприяти розвитку вміння спостерігати, класифікувати, складати стислий конспект навчального матеріалу; сприяти формуванню алгоритму опису фізичного досліду та розвитку діалогічного мовлення учнів;

3) сприяти формуванню уважності під час складання опорного конспекту, формуванню комунікативної компетентності учнів.

Очікувані результати: учні знають: поняття елементарного заряду, питомого заряду, розуміють сутність проведення дослідів Йоффе-Міллікена.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

ХІД УРОКУ

I. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ МОМЕНТ 1 хв

ІІ. ПЕРЕВІРКА ДОМАШНЬОГО ЗАВДАННЯ

III. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ УЧНІВ

На початку пояснення нового матеріалу вчитель нагадує алгоритм вивчення фізичних дослідів, а саме:

□ Назва досліду

□ Автор, рік проведення

□ Мета досліду

□ Прогнозовані результати

□ Схема установки та фізична модель досліду

□ Отримані результати

□ Висновки, зроблені на основі отриманих результатів

IV. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Визначення заряду електрона

Досліджуючи явище електризації тіл та властивості електричного заряду, вчені задались питанням про те, чи існує найменший, неподільний електричний заряд. Тобто необхідно було з’ясувати, якою є будова електричного заряду: електричний заряд подібний до суцільної рідини, яку можна ділити на будь-які порції, чи він має зернисту структуру і тілу можна надати чи забрати у нього лише певну кількість таких «зерен».

Американський фізик Роберт Міллікен першим поставив дослід для розв’язання цієї проблеми. Основна ідея експерименту ґрунтується на властивості подільності електричного заряду.

Розповідь учителя супроводжується демонстрацією флеш-анімації.

Перші наближені обчислення заряду електрона Міллікен виконав 1909 року.

1913 року Р. Міллікен виконав нові вимірювання і розрахунки. Він вдосконалив експеримент. Особливо важливі поліпшення методики експерименту зробив того ж 1913 року український фізик Абрам Федорович Йоффе.

2. Результат експерименту

Електричний заряд має зернисту структуру і складається з цілого числа неподільних найменших заряджених частинок — електронів. Заряд електрона позначають q₀ або просто e і він дорівнює: e = -1,602 ∙ 10^-19 Кл. Модуль заряда електрона називається елементарним зарядом.

Електрон відкрив Дж. Томсон 1897 року. Назва походить від грецького electron — янтар (бурштин), а запропонував її Дж. Стоні 1981 року.

Висновки

□ Електричний заряд має дискретний характер.

□ Існує найменший неподільний електричний заряд (дорівнює заряду електрона).

□ Електрон має негативний заряд.

□ Якщо нейтральному тілу передати деяку кількість надлишкових електронів, то воно зарядиться негативно.

□ Якщо у нейтрального тіла забрати деяку кількість електронів, то воно матиме позитивний заряд.

V. ЗАКРІПЛЕННЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

Розв'язування задач

1. Від краплі з електричним зарядом -2e, відокремилась крапля з зарядом +e. яким став електричний заряд решти краплі?

2. Цинкова пластина з негативним зарядом -10e за освітлення втратила чотири електрони. яким став заряд пластини?

3. В експериментах Міллікена крапелька олії радіусом r = 1,64 мкм і густиною ρ = 0,851 г/см³ нерухомо висіла в камері, де було створено електричне поле, напрямлене вертикально вниз, з напруженістю 1,92 ∙ 10⁵ Н/Кл. Визначте заряд краплі в одиницях елементарного заряду e = 1,602 ∙ 10^-19 Кл.

Заряджена позитивним зарядом порошинка масою 10^-8 г перебуває в рівновазі всередині плоского конденсатора, пластини якого розташовані горизонтально. Різниця потенціалів між пластинами 6000 В. На скільки треба змінити різницю потенціалів між пластинами, щоб порошинка залишалась у рівновазі, якщо вона втратила 1000 електронів? Відстань між пластинами конденсатора 5 см.

VІ. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

1. Вивчити відповідний параграф підручника, конспект уроку, відповісти на запитання після параграфа, виконати завдання за задачником.

2. Розв’язати задачу.

Заряджена крапелька олії врівноважена в електростатичному полі горизонтально розташованого плоского конденсатора. Яку напругу подано на пластини конденсатора, якщо крапелька за радіуса 2 мкм несе на собі три надлишкових електрони? Відстань між пластинами 8 мм. Що відбудеться за розсування пластин у випадку: а) коли пластини з’єднані з джерелом напруги? б) коли пластини відімкнені від джерела напруги?