طرح درس : شيمي 2                                                                    مكان : كلاس- آزمايشگاه                                                    منبع : كتاب آموزش مبتكران

شماره : 2                                                                                            نام دبير : نيلفروشان                                                        شيمي عمومي با نگرش كاربردي

وقت : 90 دقيقه                                                 موضوع درس : الكترون نخستين ذره ريز اتمي شناخته شده                                        كتاب كاج ، مفاتيح

تعداد صفحه :  2                                                                       صفحات مورد تدريس : صفحه 3 تا 5                                                             كتاب درس

اللهم صل علي محمد و آله و بلغ بايماني اكمل الايمان و اجعل يقيني افضل اليقين و انته بنيتي الي احسن النيات و بعملي الي احسن الاعمال

خدايا درود فرست بر محمد و خاندانش و ايمان را به كامل ترين درجات برسان و يقين مرا بهترين يقين قرار ده و نيت مرا به نكوترين درجات نيت و عملم را به بهترين اعمال برسان

فعاليت هاي قبل از تدريس

هدف كلي

آشنايي با ساختمان اتم و شناسايي ذرات زير اتمي (الكترون)

هدف‌هاي جزئي

1- آشنايي با طرز كار لوله ي پرتو كاتدي 

2- با استفاده از لوله ي پرتو كاتدي به وجود الكترون در اتم پي بردند

3- اثر ميدان الكتريكي و ميدان مغناطيسي بر پرتو كاتدي

4- اثر تغيير جنس الكترودها در لوله ي پرتو كاتدي

هدف هاي رفتاري

در پايان اين درس دانش آموزان بايد بتوانند

حيطه شناساختي

1- طرز كار لوله ي پر تو كاتدي را توجيه كنند (عملي و تئوري)

2- مسير حركت پرتوهاي كاتدي را تشخيص دهند

3- بر اثر قرار گرفتن يك ميدان مغناطيسي يا الكتريكي در سر راه پرتوهاي كاتدي علت انحراف پرتوها را از مسير مستقيم توجيه كنند.

4- جنس و نوع بار پرتوهاي كاتدي را تشخيص دهند

5- همه مواد داراي الكترون هستند

كاربردي- تجزيه و تحليل

درك و فهم- كاربردي

تجزيه و تحليل – درك و فهم

درك و فهم

كاربردي – درك و فهم

رفتارهاي‌ورودي‌پيش‌نيازهاي درسي

فراگيران قبل از تدريس توانايي هاي زير را داشته باشند :

1- تئوري اتمي دالتون را بيان كنند

2- به كمك تئوري اتمي دالتون تغيير حالت فيزيكي مواد مانند عمل ذوب ، انجماد ، تبخير ، ميعان و تصعيد را توجيه كنيد.

3- قانون پايستگي جرم و تركيب عناصر به نسبت جرمي معين را توجيه كند

روش هاي تدريس

آزمايش ، سخنراني ، پرسش و پاسخ

وسايل مورد نياز

دفتر حضور و غياب ، دستگاه پرتو كاتدي ، تابلو ، گچ

فعاليت هاي حين تدريس

حضور و غياب

ورود به كلاس و پاسخ گويي به اداي احترام فراگيران

حضور و غياب دانش آموزان ، آگاهي نسبت به سلامتي جسم و روح آنان ، پيام ديني و اخلاقي در نظر گرفته شده بيان
مي شود.

زمان (دقيقه)

معلم- فراگير

5

معلم

ارزشيابي تشخيصي

از چند نفر از فراگيران سؤالات زير پرسيده مي شود :

1- نظريه اتمي دالتون را شرح دهيد ؟

2- تالس عنصر سازنده جهان هستي را چه مي دانست ؟

3- از ديدگاه ارسطو عناصر سازنده جهان هستي چه بودند ؟

4- عنصر چيست ؟

5- از نظر رابرت بويل در مطالعه طبيعت از چه ابزارهايي بايد استفاده كرد ؟

6- كدام بند نظريه ي اتمي دالتون ذرات ريز اتمي را براي اتم توجيه نمي كند ؟

7- كدام بخش نظريه ي اتمي دالتون قانون پايستگي ماده را توجيه مي كند ؟

8- كدام بند نظريه اتمي دالتون وجود ايزوتوپ هاي يك عنصر را رد مي كند ؟

9- كدام بند نظريه اتمي دالتون واكنش هاي هسته اي را رد مي كند ؟

10- كدام بند نظريه اتمي دالتون تركيب نسبت جرمي معين عناصر را در تشكيل مولكول تأييد مي كند ؟

30

فراگير

آمادگي‌وايجادانگيزه

از فراگيران خواسته مي شود كه بدنه ي يك خودكار پلاستيكي را به موهاي سر خود براي چند دقيقه مالش داده و سپس به خرده هاي كاغذ نزديك كنند و سپس مشاهدات خود را بيان كرده و بگويند آنچه ديده اند توسط تئوري اتمي دالتون قابل توجيه است يا نه ؟

5

فراگير

معرفي درس

با انجام اين آزمايش توسط فراگيران عنوان درس معرفي مي شود با انجام آزمايش لوله هاي پرتو كاتدي به وجود الكترون به عنوان اولين ذره زير اتمي پي مي بريم

فعاليت هاي حين تدريس

ارائه درس

با انجام اين آزمايش ساده توسط فراگيران شروع به ارائه مطالب درس جديد مي كنيم.

اجراي آزمايشهاي بسياري با الكتريسته ، مقدمه اي براي شناخت ساختار دروني اتم بوده است.

پس از كشف الكتريسته ساكن يا مالش ، در آغاز قرن نوزدهم به اين نكته پي برده شد كه بارهاي الكتريكي مثبت يا منفي ايجاد شده به هنگام ماليدن يك جسم روي جسم ديگر ، از جايي نمي آيد و پيدايش آن ها به خود ماده و شايد به اتم هاي سازنده آن مربوط مي شود. مايكل فارادي دانشمند معروف انگليسي مشاهده كرد كه به هنگام عبور جريان برق از ميان محلول يك تركيب شيميايي فلزدار (روش برقكافت) يك واكنش شيميايي در آن به وقوع مي پيوندد.

فيزيك دان ها براي الكتريسته ذره اي بنيادي پيشنهاد كردند و آن را الكترون ناميدند پس در واقع اجراي برقكاف توسط فارادي در قرن 19 به كشف الكترون منجر شد و اما چون پديده هايي كه ناشي از وجود الكترون در اتم هستند مانند ظرفيت عنصرها ، عبور جريان الكتريسته از مواد ، ايجاد الكتريسته ساكن ، پديده برقكاف ، ايجاد پرتو كاتدي و خواص مغناطيسي مواد و همچنين پديده هايي كه مربوط به هسته اتم مي شوند مانند خاصيت پرتوزايي (راديواكتيو) و وجود ايزوتوپ هاي مختلف براي يك عنصر و نيز تغيير خواص گروهي و دوره اي عنصرها در جدول تناوبي و به طور كلي هر پديده اي كه مربوط به ذره هاي زير اتمي باشد توسط تئوري اتمي دالتون قابل توجيه نبود در نتيجه دانشمندان درصدد برآمدند كه بيش تر روي ساختار اتم تحقيق كنند.در اوايل قرن نوزدهم جوزف تامسون بر روي لوله ي پرتو كاتدي آزمايشاتي انجام داد كه وجود ذره اي با بارالكتريكي منفي را در اتم ثابت و موفق به اندازه گيري نسبت بار به جرم الكترون شد.

ببخشيد در مورد لوله ي پرتو كاتدي توضيح دهيد.

لوله ي پرتو كاتدي : لوله اي شيشه اي است كه بيش تر هواي درون آن به كمك پمپ خلاء خارج شده است

زمان (دقيقه)

معلم – فراگير

10

معلم

فراگير

معلم

فعاليت هاي حين تدريس

ارائه درس

 در دو انتهاء اين لوله يك قطعه فلز نصب شده است كه به آن الكترود مي گويند.

يوتوكاتدي : هنگامي كه در لوله ي پرتوكاتدي ، يك ولتاژ بسيار قوي بين دو الكترود برقرار مي شود پرتوهايي از الكترود منفي (كاتد) به سمت الكترود مثبت (آند) جريان مي يابد. از اين رو به آن پرتوهاي كاتدي مي گويند.

پرتوهاي كاتدي از جنس الكترون هستند زيرا پرتوهاي كاتدي در واقع الكترون هايي هستند كه از سطح كاتد كنده شده و به سوي آند پرتاب مي شوند.

كاتد  -

در ضمن بدانيد كه پرتوهاي كاتدي بر اثر برخورد با يك ماده فلوئورسانس نور سبز رنگي ايجاد مي كنند.

منبع با ولتاژ بالا

آند  +

 

تامسون سعي كرد با آزمايش هاي مختلف به ويژگيهاي پرتوكاتدي پي ببرد. چند آزمايش تامسون روي پرتوكاتدي و نتايج حاصل از آن ها به قرار زير است :

1- اگر ميدان منغناطيسي يا ميدان الكتريكي در بيرون از لوله ي پرتوكاتدي برقرار شود پرتو كاتدي از مسير اصلي خود منحرف مي شود و بدين ترتيب نتيجه گرفت كه پرتوكاتدي داراي بار الكتريكي است و از طرفي چون پرتوهاي كاتدي به سمت قطب مثبت ميدان الكتريكي منحرف مي شود ، از اين مشاهده دريافت كه : پرتوهاي كاتدي داراي بار منفي است.

2- اگر پرتوكاتدي تحت تأثير ميدان الكتريكي يا مغناطيسي قرار نگيرد ، آثار نور سبز رنگ درست در نقطه ي مقابل كاتد روي صفحه فلوئورسنت ديده مي شود از اين مشاهده مي توان نتيجه گرفت كه كه پرتوهاي كاتدي به خط راست حركت
مي كنند.

3- تامسون با استفاده از گازهاي مختلف درون لوله ي پرتوكاتدي (مانند گاز نيدروژن ، هوا ، ...) مشاهده كرد كه
اتم هاي گازهاي رقيق درون لوله ي پرتوكاتدي شروع به گسيل نور مي كنند. تامسون از اين مشاهده نتيجه گرفت كه پرتوهاي كاتدي به هنگام عبور گاز رقيق درون لوله ي پرتو كاتدي را ملتهب مي سازد.

زمان (دقيقه)

معلم – فراگير

25

معلم

فعاليت هاي بعد از  تدريس

ارائه ي درس

4- تامسون با تغيير جنس كاتد (مثلاً آهن به مس) و نيز با تغيير گاز رقيق درون لوله ي پرتو كاتدي (مثلاً از هيدروژن به هوا) مشاهده كرد كه هم چنان پرتوهاي كاتدي به وجود مي آيند. تامسون از اين مشاهده نتيجه گرفت كه همه ي مواد داراي الكترون (ذره هاي سازنده پرتوكاتدي) هستند.

تذكر : براي فهم بهتر مطالب درس فراگيران به مركز تحقيقات برده تا با انجام آزمايش به صحت مطالب درسي پي ببرند.

بار الكترون جرم الكترون

تامسون ازراه اثر هم‌زمان ميدان‌هاي‌الكتريكي‌و مغناطيسي برروي پرتوهاي‌كاتدي ، نسبت‌باد به‌جرم الكترون را تعيين كرد.

                                                                                                              =

زمان (دقيقه)

معلم - فراگير

ارزشيابي درس

از فراگيران خواسته مي شود كه با توجه به شكل هاي موجود در بالاي صفحه 5 كتاب بيان كنندكه تامسون از چه مشاهداتي به هر يك از نتايج موجود در صفحه 5 كتاب دست يافته است.

10

فراگير

جمع بندي درس

سپس مطالب درسي ما در 4 جمله ي كوتاه خلاصه مي شود

1- پرتوهاي كاتدي به خط راست حركت مي كنند.

2- پرتوهاي كاتدي داراي بار الكتريكي منفي هستند .

3- پرتوهاي كاتدي گاز درون لوله را ملتهب مي كنند .

4- همه مواد داراي الكترون هستند .

3

معلم

تعيين تكليف

تحقيق كنيد كه جوزف تامسون چگونه نسبت بار به جرم الكترون را اندازه گيري كرد.

2

معلم