| |
| |
| Doświadczenie Rutherforda jego interpretacja |
| III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres podstawowy, zakres podstawowy i rozszerzony; rozszerzenie zapisów podstawy programowej |
| Cele kształcenia - wymagania ogólne: II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych. III. Planowanie i przeprowadzanie obserwacji lub doświadczeń oraz wnioskowanie na podstawie ich wyników. Zakres podstawowy Treści nauczania – wymagania szczegółowe I. Wymagania przekrojowe. Uczeń: 7) wyodrębnia z tekstów, tabel, diagramów lub wykresów, rysunków schematycznych lub blokowych informacje kluczowe dla opisywanego zjawiska bądź problemu; przedstawia te informacje w różnych postaciach; 15) wyodrębnia zjawisko z kontekstu, nazywa je oraz wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla jego przebiegu; 17) przedstawia wybrane informacje z historii odkryć kluczowych dla rozwoju fizyki. VI. Elektrostatyka. Uczeń: 2) oblicza wartość siły wzajemnego oddziaływania ładunków, stosując prawo Coulomba. XI. Fizyka jądrowa. Uczeń: 1) posługuje się pojęciami pierwiastek, jądro atomowe, izotop, proton, neutron, elektron do opisu składu materii; opisuje skład jądra atomowego na podstawie liczb masowej i atomowej. Zakres rozszerzony Treści nauczania – wymagania szczegółowe I. Wymagania przekrojowe. Uczeń: 7) wyodrębnia z tekstów, tabel, diagramów lub wykresów, rysunków schematycznych lub blokowych informacje kluczowe dla opisywanego zjawiska bądź problemu; przedstawia te informacje w różnych postaciach; 17) przedstawia wybrane informacje z historii odkryć kluczowych dla rozwoju fizyki; 19) wyodrębnia zjawisko z kontekstu, nazywa je oraz wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla jego przebiegu. VII. Elektrostatyka. Uczeń: 2) oblicza wartość siły wzajemnego oddziaływania ładunków stosując prawo Coulomba; 5) opisuje pole na zewnątrz sferycznie symetrycznego układu ładunków; 7) analizuje ruch cząstek naładowanych w polu elektrycznym; 9) oblicza zmianę energii ładunku w polu centralnym i jednorodnym. XII. Elementy fizyki relatywistycznej i fizyka jądrowa. Uczeń: 5) posługuje się pojęciami pierwiastek, jądro atomowe, izotop, proton, neutron, elektron; opisuje skład jądra atomowego na podstawie liczb masowej i atomowej. |
Kształtowane kompetencje kluczowe: | Zalecenia Parlamentu Europejskiego i Rady UE z 2018 r.:
kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji,
kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii,
kompetencje cyfrowe,
kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się.
|
| Uczeń:
opisze stan wiedzy o budowie atomu z przełomu XIX i XX wieku;
przedstawi założenia i cel doświadczenia Rutherforda, w tym problematykę rozmiarów tzw. rdzenia atomowego;
przeanalizuje warunki rozpraszania cząstek wstecz z punktu widzenia sił na nie działających;
przeanalizuje warunki rozpraszania cząstek wstecz z punktu widzenia przemian energii;
zinterpretuje wyniki symulacji różnych wariantów doświadczenia Rutherforda.
|
| strategia odwróconej klasy |
| wykład nauczyciela, wystąpienia uczniów |
| wspólna praca całego zespołu klasowego |
| szkolna tablica, komputer z rzutnikiem, dostęp do Internetu |
| Niniejszy e‑materiał, przygotowane prezentacje uczniowskie; dowolne źródło prezentujące rozwój poglądów na budowę atomu – np. „Historia Fizyki” Andrzej K. Wróblewski, PWN |
|
|
Na poprzedniej lekcji nauczyciel zlecił wszystkim uczniom zapoznanie się z e‑materiałem, ze szczególnym uwzględnieniem Wprowadzenia i Przeczytaj oraz polecenia zawartego w tej ostatniej części. Wybranym trzem uczniom (lub dwuosobowym grupom) nauczyciel zlecił przygotowanie prezentacji, zgodnie z poleceniami powiązanymi z symulacją. Nauczyciel rozpoczyna lekcję zaprezentowaniem (z wykorzystaniem informacji zawartych we Wprowadzeniu i Przeczytaj oraz innych źródłach) stanu wiedzy fizyków o budowie atomu z przełomu XIX i XX wieku oraz wybranych modeli budowy atomu z tego czasu. Podkreśla historyczne znaczenie pojęcia rdzeń atomowy. Uczniowie przeprowadzają obliczenia masy oraz rozmiaru pojedynczego atomu złota. |
|
Uczniowie objaśniają, jakich wyników rozpraszania cząstek spodziewano się przy założeniu, że rdzeń atomowy ma rozmiar rzędu od 0,01 Å do 0,1 Å. Wybrani uczniowie (lub grupy) prezentują przygotowane wyniki symulacji zależności kąta rozproszenia od trzech zmiennych. Pozostali uczniowie zadają pytania związane z prezentacjami. W razie potrzeby nauczyciel wspomaga uczniów prowadzących przy udzielaniu odpowiedzi. |
|
Na podstawie grafiki interaktywnej (schematu), poprzez dobór ilustracji do opisów, uczniowie zapoznają się z energetyczną interpretacją doświadczenia Rutherforda. Procedurę doboru może prowadzić i nadzorować nauczyciel bądź chętny uczeń. Uczniowie wskazują związek pomiędzy zasadą zachowania energii mechanicznej w układzie cząstka - jądro a pojawianiem się cząstek rozproszonych pod kątami znacznie większymi od 90°. |
|
Uczniowie mają za zadanie wykonać polecenia powiązane z grafiką (schematem). |
Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium | Oba multimedia mogą być wykorzystane jako wstęp do lekcji o właściwościach atomów, np. o widmach, o zjawisku jonizacji itp. |