KNOWLEDGE HYPERMARKET


Дискретність електричного заряду
Строка 1: Строка 1:
-
'''[[Гіпермаркет Знань - перший в світі!|Гіпермаркет Знань]]&gt;&gt;[[Фізика і астрономія|Фізика і астрономія]]&gt;&gt;[[Фізика 9 клас|Фізика 9 клас]]&gt;&gt; Фізика: Дискретність електричного заряду'''<metakeywords>Фізика, клас, урок, на Тему, Дискретність електричного заряду</metakeywords>  
+
'''[[Гіпермаркет Знань - перший в світі!|Гіпермаркет Знань]]&gt;&gt;[[Фізика і астрономія|Фізика і астрономія]]&gt;&gt;[[Фізика 9 клас|Фізика 9 клас]]&gt;&gt; Фізика: Дискретність електричного заряду'''<metakeywords>Фізика, клас, урок, на Тему, Дискретність електричного заряду</metakeywords><br><br>Прилад для порівняння величини електричного заряду у різних тіл називається електрометр. Він відрізняється від електроскопа тим, що пелюстки замінили на легеньку стрілку, закріплену на вертикальному стержні так, що вона може обертатися. Кут відхилення стрілки від положення рівноваги залежить від модуля отриманого приладом заряду.&nbsp; Для порівняння заряду прилад обладнано шкалою. Переглянути як працює прилад можна на [http://school.xvatit.com/Polnye_uroki/Fizika/9_klass/pidr_fizika_9kl_2/vid1_fiz9_2.avi відео 1].
-
<br>
+
[[Image:ris10_fizika_9kl_2]]
-
'''Дискретність електричного заряду''' <br> Електричний заряд є дискретним, тобто електричні заряди фізичних тіл кратні певному найменшому (елементарному) заряду. Носієм найменшого негативного заряду є електрон. Цей заряд зазвичай позначають символом е, а значення записують так: с 1,6-10 '" Кл. Носієм найменшого нозитннного заряду г протон, його заряд за модулем дорівнює заряду електрона. <br>І мікрочастинки, і макроскопічні тіла можуть мати заряд (позитивний або негативний ), а можуть бути нейтральними. Наприклад, нейтральними частинками, заряд яких дорівнює нулю, є нейтрони (вони разом із протонами складають ядро атома). До складу атомів входять протони та електрони, які мають заряд, проте самі атоми є нейтральними. Це пов'язане з тим, що в атомі кількість електронів збігається з кількістю протонів. Якщо атом віддає один чи кілька електронів, то він перетворюється на позитивний йон, а якщо приймає — на негативний йон.<br>Підбиваємо підсумки Електричний заряд — це фізична величина, що характеризує властивість частинок або тіл вступати в електромагнітну взаємодію. Заряд позначають символом д і вимірюють у кулонах <br>Процес набуття електричного заряду макроскопічними тілами називають електризацією. Під час електризації тіло зазвичай приймає або віддає деяку кількість електронів.<br>Розрізняють два роди електричних зарядів: позитивні та негативні заряди. Однойменно заряджені тіла (частинки) відштовхуються, а різнойменно заряджені — притягуються.<br>Електричний заряд є дискретним: існує мінімальний (елементарний) електричний заряд, якому кратні всі електричні заряди тіл і частинок. Електричний заряд не існує окремо від частинки; носієм елементарного негативного заряду є електрон, позитивного — протон.<br><br><br>Фізика, 9 клас Ф.Я.Божинова, М.М.Кірюхін, О.О.Кірюхіна
+
''Рис.10 Електрометр Брауна з додатковим обладнанням''
-
<br>  
+
<br>За допомогою електрометра можна дослідити властивості електричного заряду тіл. Одна з них – подільність. Як видно з експерименту, проведеного із двома електрометрами ([http://school.xvatit.com/Polnye_uroki/Fizika/9_klass/pidr_fizika_9kl_2/vid2_fiz9_2.avi відео 2]), електричний заряд порівну розподіляється між двома однаковими тілами, з’єднаними провідником. Експеримент із поділом електричного заряду можна проводити до межі чутливості електрометра ([http://school.xvatit.com/Polnye_uroki/Fizika/9_klass/pidr_fizika_9kl_2/vid3_fiz9_2.avi відео 3)]. При такому спостереженні виникли наступні запитання : чи можна ділити електричний заряд до безмежності, чи існують елементарні носії електричного заряду, чи існує найменший електричний заряд?&nbsp;
-
<br>
+
[[Image:ris11_fizika_9kl_2]]
-
'''<u>Зміст уроку</u>'''
+
''Рис. 11 Взаємодія кадотних променів з речовиною''
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] [http://school.xvatit.com/index.php?title=%D0%9A%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%8F:%D0%94%D0%B8%D1%81%D0%BA%D1%80%D0%B5%D1%82%D0%BD%D1%96%D1%81%D1%82%D1%8C_%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%B7%D0%B0%D1%80%D1%8F%D0%B4%D1%83._%D0%9A%D0%BE%D0%BD%D1%81%D0%BF%D0%B5%D0%BA%D1%82_%D1%83%D1%80%D0%BE%D0%BA%D1%83_%D1%96_%D0%BE%D0%BF%D0%BE%D1%80%D0%BD%D0%B8%D0%B9_%D0%BA%D0%B0%D1%80%D0%BA%D0%B0%D1%81 конспект уроку і опорний каркас ]                   
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] презентація уроку
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] акселеративні методи та інтерактивні технології
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] закриті вправи (тільки для використання вчителями)
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] оцінювання
+
-
+
-
'''<u>Практика</u>'''
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] задачі та вправи,самоперевірка
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] практикуми, лабораторні, кейси
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] рівень складності задач: звичайний, високий, олімпійський
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] домашнє завдання
+
-
+
-
'''<u>Ілюстрації</u>'''
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] [http://school.xvatit.com/index.php?title=%D0%9A%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%8F:%D0%94%D0%B8%D1%81%D0%BA%D1%80%D0%B5%D1%82%D0%BD%D1%96%D1%81%D1%82%D1%8C_%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%B7%D0%B0%D1%80%D1%8F%D0%B4%D1%83._%D0%86%D0%BB%D1%8E%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B0%D1%86%D1%96%D1%97:_%D0%B2%D1%96%D0%B4%D0%B5%D0%BE%D0%BA%D0%BB%D1%96%D0%BF%D0%B8,_%D0%B0%D1%83%D0%B4%D1%96%D0%BE,_%D1%84%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%84%D1%96%D1%97,_%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%84%D1%96%D0%BA%D0%B8,_%D1%82%D0%B0%D0%B1%D0%BB%D0%B8%D1%86%D1%96,_%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D1%96%D0%BA%D1%81%D0%B8,_%D0%BC%D1%83%D0%BB%D1%8C%D1%82%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D0%B4%D1%96%D0%B0 ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, комікси, мультимедіа]
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] реферати
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] фішки для допитливих
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] шпаргалки
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] гумор, притчі, приколи, приказки, кросворди, цитати
+
-
+
-
'''<u>Доповнення</u>'''
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] зовнішнє незалежне тестування (ЗНТ)
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] підручники основні і допоміжні
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] тематичні свята, девізи
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] статті
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] національні особливості
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] словник термінів                         
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] інше
+
-
+
-
'''<u>Тільки для вчителів</u>'''
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] [http://xvatit.com/Idealny_urok.html ідеальні уроки]
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] календарний план на рік
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] методичні рекомендації
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] програми
+
-
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] [http://xvatit.com/forum/ обговорення]
+
-
<br> <br>
+
<br>Пошук відповіді на це запитання тривав протягом ХІХ початку ХХ ст. Досліджуючи проходження електричного заряду через скляну трубку з вилученим повітрям, німецький фізик Йоган Гітторф та його послідовник Еуген Гольдштейн встановили, що в трубці утворюється потік негативно заряджених часток, які відхиляються в магнітному полі та можуть викликати хімічні зміни у речовині, на яку вони потрапляють ([http://school.xvatit.com/Polnye_uroki/Fizika/9_klass/pidr_fizika_9kl_2/vid4_fiz9_2.avi відео 4]). Цей потік отримав назву «катодні промені».
-
Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, [http://xvatit.com/index.php?do=feedback напишите нам].
+
[[Image:ris12_fizika_9kl_2]]
-
Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - [http://xvatit.com/forum/ Образовательный форум].
+
''Рис.12 Схема досліду Міллікена по визначенню величини заряду електрона''
 +
 
 +
1897 року британських дослідник Джозеф Томсон та німецький дослідник Еміль Віхерт, незалежно один від одного встановлюють відношення величини електричного заряду частки катодних променів до її маси. Існування носія елементарного електричного заряду було доведено. Він мав негативний заряд та був названий електроном. 1910 року американський дослідник Роберт Міллікен провів експеримент із зарядженими мікроскопічними краплинами масла, які падали між протилежно зарядженими металевими пластинами та з’ясував, що заряд краплини можна змінювати лише на деяке фіксоване значення його величини.
 +
 
 +
<br>Поспостерігайте зміну швидкості падіння крапель масла на інтерактивній моделі досліду Міллікена.&nbsp;
 +
 
 +
<br>Так вперше було визначено значення найменшого електричного заряду. За сучасними вимірами заряд електрона складає – 1,61×10<sup>-19</sup> Кл, а його маса 9,1×10<sup>-31</sup> кг. 1919 року британський фізик Ернст Резерфорд, дослідивши розподіл електричного заряду всередині атома, встановлює існування носія позитивного електричного заряду. Він називає частку протоном. Протон є часткою, що входить до складу атомного ядра. Його заряд рівний по модулю заряду електрона, а маса 1,67×10<sup>-27</sup> кг. 1932 року у складі космічних променів, що проникаю у верхні шари атмосфери було відкрито антипод електрона – елементарну частку позитрон. Вона має такий же як у протона позитивний електричний заряд і масу, рівну масі електрона. Проте ця частка входить до переліку античасток, які існують лише до контакту зі звичайними стаціонарними частками. Модуль заряду електрона протона та позитрона виявився однаковим. Це значення називають елементарним електричним зарядом та користуються для нього спеціальною позначкою e.<br><br>&nbsp;е = 1,61×10<sup>-19</sup> Кл <br>
 +
 
 +
[[Image:ris13_fizika_9kl_2]]
 +
 
 +
''Рис.13 Кваркова модель протона ''
 +
 
 +
<br>Відкриття значної кількості нових елементарних часток протягом ХХ ст., наводило дослідників на думку про існування їх більш дрібніших складових. Математична модель будови елементарних часток, запропонована американським дослідником Мюрреєм Гел Маном 1964 року включає субелементарні частки, які отримали назву кварки. За цією моделлю, вони повинні мати ще менший електричний заряд ніж елементарний. Дослідження протона за допомогою прискорювача елементарних часток показало наявність усередині нього трьох центрів концентрації електричного заряду, що узгоджується із кварковою моделлю. Проте існування відокремлених часток із меншим зарядом ніж елементарний на сьогоднішній день не встановлено. <br>&nbsp;<br>''Контролюючий блок.''<br><br>1.&nbsp;&nbsp;&nbsp; На який максимальний кут може відхилитися стрілка електрометра, з’єднаного з зарядженим тілом? <br>2.&nbsp;&nbsp;&nbsp; Чому електрометр використовують лише для порівняння електричного заряду тіл, а не для точного вимірювання?<br>3.&nbsp;&nbsp;&nbsp; Чи можна встановити знак заряду наелектризованого тіла, торкнувшись ним незарядженого електрометра?<br>4.&nbsp;&nbsp;&nbsp; В експерименті по поділу електричного заряду (відео 2) кут відхилення стрілок електрометрів однаковий після з’єднання їх провідником. Яким буде цей кут у кожного з електрометрів, якщо на одному з них буде куля більшого радіуса?<br>5.&nbsp;&nbsp;&nbsp; Скільки додаткових електронів знаходиться на тілі, яке має заряд – 1,61×10-9 Кл?<br>6.&nbsp;&nbsp;&nbsp; Поверхня кулі електрометра має заряд - 2 нКл. Скільки електронів залишиться на її поверхні після 10 доторку до неї незарядженою кулею (після доторку іншу кулю розряджають)?&nbsp; <br>7.&nbsp;&nbsp;&nbsp; Краплина масла, радіусом 8 мм, що мала заряд – 5 нКл, розпорошилася на однакові дрібні краплини, радіусом 8 мкм. Скільки зайвих електронів буде на одній з маленьких краплин? (об’єм кулі обчислюється за формулою&nbsp;[[Image:fiz9-2-form1.jpg]] )
 +
 
 +
<br>''Автор Чернецький Ігор Станіславович, м. Кам’янець-Подільський''

Версия 14:31, 3 августа 2010

Гіпермаркет Знань>>Фізика і астрономія>>Фізика 9 клас>> Фізика: Дискретність електричного заряду

Прилад для порівняння величини електричного заряду у різних тіл називається електрометр. Він відрізняється від електроскопа тим, що пелюстки замінили на легеньку стрілку, закріплену на вертикальному стержні так, що вона може обертатися. Кут відхилення стрілки від положення рівноваги залежить від модуля отриманого приладом заряду.  Для порівняння заряду прилад обладнано шкалою. Переглянути як працює прилад можна на відео 1.

Файл:Ris10 fizika 9kl 2

Рис.10 Електрометр Брауна з додатковим обладнанням


За допомогою електрометра можна дослідити властивості електричного заряду тіл. Одна з них – подільність. Як видно з експерименту, проведеного із двома електрометрами (відео 2), електричний заряд порівну розподіляється між двома однаковими тілами, з’єднаними провідником. Експеримент із поділом електричного заряду можна проводити до межі чутливості електрометра (відео 3). При такому спостереженні виникли наступні запитання : чи можна ділити електричний заряд до безмежності, чи існують елементарні носії електричного заряду, чи існує найменший електричний заряд? 

Файл:Ris11 fizika 9kl 2

Рис. 11 Взаємодія кадотних променів з речовиною


Пошук відповіді на це запитання тривав протягом ХІХ початку ХХ ст. Досліджуючи проходження електричного заряду через скляну трубку з вилученим повітрям, німецький фізик Йоган Гітторф та його послідовник Еуген Гольдштейн встановили, що в трубці утворюється потік негативно заряджених часток, які відхиляються в магнітному полі та можуть викликати хімічні зміни у речовині, на яку вони потрапляють (відео 4). Цей потік отримав назву «катодні промені».

Файл:Ris12 fizika 9kl 2

Рис.12 Схема досліду Міллікена по визначенню величини заряду електрона

1897 року британських дослідник Джозеф Томсон та німецький дослідник Еміль Віхерт, незалежно один від одного встановлюють відношення величини електричного заряду частки катодних променів до її маси. Існування носія елементарного електричного заряду було доведено. Він мав негативний заряд та був названий електроном. 1910 року американський дослідник Роберт Міллікен провів експеримент із зарядженими мікроскопічними краплинами масла, які падали між протилежно зарядженими металевими пластинами та з’ясував, що заряд краплини можна змінювати лише на деяке фіксоване значення його величини.


Поспостерігайте зміну швидкості падіння крапель масла на інтерактивній моделі досліду Міллікена. 


Так вперше було визначено значення найменшого електричного заряду. За сучасними вимірами заряд електрона складає – 1,61×10-19 Кл, а його маса 9,1×10-31 кг. 1919 року британський фізик Ернст Резерфорд, дослідивши розподіл електричного заряду всередині атома, встановлює існування носія позитивного електричного заряду. Він називає частку протоном. Протон є часткою, що входить до складу атомного ядра. Його заряд рівний по модулю заряду електрона, а маса 1,67×10-27 кг. 1932 року у складі космічних променів, що проникаю у верхні шари атмосфери було відкрито антипод електрона – елементарну частку позитрон. Вона має такий же як у протона позитивний електричний заряд і масу, рівну масі електрона. Проте ця частка входить до переліку античасток, які існують лише до контакту зі звичайними стаціонарними частками. Модуль заряду електрона протона та позитрона виявився однаковим. Це значення називають елементарним електричним зарядом та користуються для нього спеціальною позначкою e.

 е = 1,61×10-19 Кл

Файл:Ris13 fizika 9kl 2

Рис.13 Кваркова модель протона


Відкриття значної кількості нових елементарних часток протягом ХХ ст., наводило дослідників на думку про існування їх більш дрібніших складових. Математична модель будови елементарних часток, запропонована американським дослідником Мюрреєм Гел Маном 1964 року включає субелементарні частки, які отримали назву кварки. За цією моделлю, вони повинні мати ще менший електричний заряд ніж елементарний. Дослідження протона за допомогою прискорювача елементарних часток показало наявність усередині нього трьох центрів концентрації електричного заряду, що узгоджується із кварковою моделлю. Проте існування відокремлених часток із меншим зарядом ніж елементарний на сьогоднішній день не встановлено.
 
Контролюючий блок.

1.    На який максимальний кут може відхилитися стрілка електрометра, з’єднаного з зарядженим тілом?
2.    Чому електрометр використовують лише для порівняння електричного заряду тіл, а не для точного вимірювання?
3.    Чи можна встановити знак заряду наелектризованого тіла, торкнувшись ним незарядженого електрометра?
4.    В експерименті по поділу електричного заряду (відео 2) кут відхилення стрілок електрометрів однаковий після з’єднання їх провідником. Яким буде цей кут у кожного з електрометрів, якщо на одному з них буде куля більшого радіуса?
5.    Скільки додаткових електронів знаходиться на тілі, яке має заряд – 1,61×10-9 Кл?
6.    Поверхня кулі електрометра має заряд - 2 нКл. Скільки електронів залишиться на її поверхні після 10 доторку до неї незарядженою кулею (після доторку іншу кулю розряджають)? 
7.    Краплина масла, радіусом 8 мм, що мала заряд – 5 нКл, розпорошилася на однакові дрібні краплини, радіусом 8 мкм. Скільки зайвих електронів буде на одній з маленьких краплин? (об’єм кулі обчислюється за формулою Fiz9-2-form1.jpg )


Автор Чернецький Ігор Станіславович, м. Кам’янець-Подільський