אתר מורי פיזיקה - עמוד הבית

מטרת ההדמיה

הבנת התפתחות המודלים הראשונים של האטום: כיצד ניתן היה לגלות שהמודל של "עוגת הצימוקים" אינו מתאר נכון את המציאות.

הדמיה זו מתאימה כהדגמה על הלוח בזמן הוראת הנושא של מודל רתרפורד, תוך הדגמה של הדמיית הניסוי שבוצע. הדמיה זו מדגימה את כוחות הדחייה החשמליים הפועלים בין מטענים בתנועה יחסית ביניהם, וניתן להדגים את השפעת המסות והמהירות היחסית על מסלול התנועה.

קישור להדמיה

http://stwww.weizmann.ac.il/ptc/applets/rutherford-scattering.jar

סוג הקובץ

Java-based simulation

להורדת Java לחצו כאן

מקור ההדמיה

PhET – Physics Education Technology, University of Colorado, Boulder

להנחיות כלליות לשימוש בהדמיות PhET לחצו כאן

הסעיף המתאים בסילבוס להדמיה

מודלים של האטום:

שימוש בהוראה

• כעזר בזמן הוראת הנושא (הקרנה על הלוח) של מודלים של האטום.
• כשיעורי בית בייחוד כמשחק להגברת התעניינות התלמידים, יצירת אתגרים מחשבתיים.
• כפעילות תלמידים.

(ראה קבצי דוגמאות של דפי פעילות, באנגלית, שפותחו על ידי מורים בארה"ב והורדו באישור מהאתר באוניברסיטת קולורדו).

הנחיות הפעלה

בהדמיה זאת ניתן לראות את תוצאות הניסוי של הפצצת אטומים של זהב בחלקיקי אלפא, עבור 2 מודלים של האטום, שבוחרים ביניהם באמצעות התפריט:

יש כאלו המעדיפים ללמד בהתאם לרצף ההיסטורי, כלומר, להתחיל דווקא ממודל עוגת הצימוקים (שזה לא מסך הפתיחה בהדמיה זו), כדי להראות מה חשבו עד לביצוע הניסוי של רתרפורד.

"מודל עוגת הצימוקים" (Plum Pudding Model) היה המודל המחשבתי שהיה קיים עד לניסוי רתרפורד, בו הוא הפציץ עלה דקיק מזהב עם חלקיקי אלפא. התוצאות שקיבל, סתרו את המודל של תומסון, שהיה מקובל עד קבלת התוצאות של ניסוי רתרפורד.

מימין על המסך מופיע התפריט, כפי שניתן לראות בתמונה:

באמצעות התפריט ניתן:

·         לבחור באנרגיה של חלקיק אלפא (Alpha Particle) המפציץ, באמצעות גרירת הזחלן המתאים, וניתן להציג את המסלול (Show Traces) שעובר כל חלקיק.              

·         לבחור את תכונות האטום המופצץ                 (Atom Properties), כך שבהדמיה ניתן להתייחס לאטומים אחרים, ולא רק לעלה הזהב ששימש בניסוי המקורי. ניתן לשנות את מספר הפרוטונים                   (Number of Protons) של אטום זה, ואת מספר הנויטרונים (Number of Neutrons) של אטום זה. השינוי יכול להתבצע תוך גרירת הזחלן המתאים, או באמצעות רישום הערך המספרי הרצוי בחלון הקטן.

·         ניתן לאפס את המערכת באמצעות לחיצה על הכפתור "אפס הכול" (Reset All). 

הפעלת המערכת מתבצעת באמצעות לחיצה על כפתור ההפעלה של "הרובה", כפי שרואים בכותרת לידו: "הפעל" (Turn on the Gun).

התוצאות המתקבלות בהדמיה:

עבור "מודל עוגת הצימוקים" (Plum Pudding Atom):

ועבור מודל רתרפורד (Rutherford):

בדפי העבודה שהציעו המורים בארה"ב (קבצים מצורפים באנגלית), ניתן לראות דוגמאות של פעילויות לתלמידים, ניתן למצוא שאלות שכדאי לשאול את התלמידים: לפני הרצת ההדמיה, תוך כדי הפעילות, ואחרי הפעילות (מסקנות), וניתן גם לראות מערכי שיעור בנושא.

 דפי פעילות באנגלית שפותחו באוניברסיטת קולורדו: