Как максимально просто, но и подробно, замкнуть цепочку объяснений для школьника о том, что же такое молекулы, атомы и другие более мелкие частицы?

303
2
0
24 августа
23:53
август
2015

Тут, конечно, навязывается вопрос, а для какого класса школы объяснять?

Я думаю, стоит начать с атома. Все предметы, что нас окружают состоят из атомов. Это шары, причём они бывают разных сортов и размеров (но все столь малы, что невозможно увидеть в обычный микроскоп). Атомы могут прилипать друг к другу (в зависимости от сортов) — образовывать связи. Соединения таких атомов — молекулы, которые иногда могут быть очень большими. (тут для наглядности можно показать молекулу воды и какой-нибудь белок, но без палочек-связей — только шарики)

Молекулы тоже могут прилипать друг к другу. Сильно прилипли — твёрдое вещество, слабо — жидкость (есть такая штука, как кинетический песок, очень наглядно показывает), не липнут — газ.

Вещества, состоящие из атомов только одного сорта — простые. Например, железо. А вот дерево — оно состоит из микроволокон, которые можно разглядеть в микроскоп, а сами волокна состоят из сплетённых цепочек молекул целлюлозы, состоящих из атомов углерода, водорода и кислорода.

Атом в свою очередь, не просто шар, а с «начинкой». В каждом атоме есть крохотное ядро, состоящее из точечных частиц: положительно заряженных протонов и незаряженных нейтронов — именно количество протонов определяет тот самый сорт атома. Вокруг ядра отрицательно заряженные электроны, которые образовали что-то вроде слоёных сфер «защитного поля», как в мультиках. (вот тут точно не надо говорить про то, что электрон «летает» вокруг ядра, это неправильно, а волна-частица слишком сложно)

Атомы почти полностью состоят из пустоты. Что мешает атомам проходить друг через друга? Электронные оболочки — они отталкиваются, потому что одинаково отрицательно заряжены. А прилипают атомы друг к другу (опять же не ко всем атомам), потому что некоторые внешние оболочки электронов становятся общими, как бы «обволакивают» молекулу.

Вот и получается, что атом — слоёный шар, почти полностью пустой, с крохотным положительным ядром и отрицательными слоями-оболочками электронов. А поскольку электронов столько же, сколько протонов, то атом не заряжен.

Дальше можно объяснять и электричество, и тепловое движение, и про изотопы, и про химию. В качестве введения, думаю, пойдёт.

3
0
август
2015

Подобных объяснений можно найти и придумать великое множество, неплохое привел предыдущий комментатор, но я хотел бы дополнить и уточнить их все разом. На мой взгляд, важнейшей частью любого такого объяснения должно быть введение, посвященное общим принципам, на которых базируется физика. Это может показаться занудным, но прежде чем объяснять суть явлений, нужно оговорить, и не вскользь, а громко и отчетливо, что любой физический закон, кроме фундаментальных постулатов - результат исследования модели, математической абстракции, созданной для описания ограниченного кругая явлений, а сами постулаты - результат обобщения большого числа экспериментальных данных. Цепочка "субъективные ощущения - экспериментальные данные - обобщения в виде постулатов (законы Ньютона, начала термодинамики и т.д.) - математическая модель явлений - выводы, подлежащие проверке на эксперименте" должна быть в головах учеников до того, как они начнут разбираться в тонких материях строения вещества.

Нельзя говорить, что атомы - это шары, это формирует заведомо неверную картину процесса, которая, однако, претендует на полноту. Нужно сказать, что атомы - это мельчайшие "кирпичики" химических элементов, которые для простоты МОЖНО представить себе в виде шаров, но они на самом деле не являются таковыми, да и вообще понятие внешнего облика для них бессмысленно по ряду причин. И так далее, но для каждого такого упрощения, которое делается специально для большей доходчивости, нужно указывать, что это упрощение, а не отражение реального положения дел.

Понимание на уровне "там происходит какая-то неведомая хрень, которая, однако, подчиняется некоторым физическим закономерностям" гораздо лучше, чем "шарики атомов сцепляются в молекулы, а сами атомы состоят из шариков двух типов в ядре, а вокруг летают шарики третьего типа".

-1
1
Если вы знаете ответ на этот вопрос и можете аргументированно его обосновать, не стесняйтесь высказаться
Ответить самому
Выбрать эксперта