Логотип Инфоурока

Получите 30₽ за публикацию своей разработки в библиотеке «Инфоурок»

Добавить материал

и получить бесплатное свидетельство о размещении материала на сайте infourok.ru

Инфоурок Физика КонспектыКонспект урока № 47 Энергия связи атомного ядра

Конспект урока № 47 Энергия связи атомного ядра

Бардикова А.Г.--------------------------------------------------------------------Гимназия № 52 г. Луганск

Физика 11 – А, Б классы

Урок № 47 06.03

Тема: Энергия связи атомного ядра

Цель урока: ознакомить учащихся с понятием энергии связи атомных ядер, сформировать умение определять энергию связи и энергетический выход при синтезе ядер и делении ядер.


Задачи. Образовательные: изучить диаграмму энергии связи атомных ядер, лежащую в основе выводов о поглощении или выделении энергии в ядерных реакциях; иметь представление о внутриядерных взаимодействиях.

Воспитательные: продолжить формирование научного мировоззрения путем изучения данной темы квантовой физики; формирование стремления к усвоению теоретических знаний.

Развивающие: активизация мыслительной деятельности, формирование алгоритмического мышления; развитие умений сравнивать, выявлять закономерности, обобщать, логически мыслить; научить применять полученные знания для решения задач.

Тип урока: урок предьявления новых знаний (усвоения новых предметных ЗУНов)

Методы: беседа, рассказ, объяснительно-иллюстративный, проблемный, метод суждений.

Оборудование: компьютер, видеоматериал:

V- /4.24/ Атомная физика. Энергия связи атомных ядер. Урок 109

V- /25.20/ Ядерные силы. Энергия связи частиц в ядре. Деление ядер урана. Цепная ядерная реакция. Videouroki (от 0.01 – до 3.2, от 4.11 - до 9.25)


ХОД УРОКА

І. Оргмомент. Учитель приветствует детей, отмечает отсутствующих.

Обучающиеся записывают за учителем дату и тему урока.

П. Актуализация чувственного опыта и опорных знаний. Вопросы.

На прошлом уроке говорилось о протонно-нейтронной моделью атомного ядра. Еще в 1913 году Эрнест Резерфорд сделал предположение, что в ядра атомов всех химических элементов входит ядро атома водорода, которое впоследствии стало называться протоном. Только в 1919 году Резерфорду удалось доказать, что его гипотеза верна. При бомбардировке ядер атомов азота a-частицами, образовывались ядра атомов совсем других химических элементов: кислорода и водорода. Однако очень скоро стало ясно, что в состав атомного ядра входят еще какие-то частицы. В 1932 году Джеймсу Чедвику и его группе удалось зарегистрировать частицу, которая выбивалась из ядра атома бериллия при бомбардировке a-частицами. Выяснилось, что эта частица электрически нейтральна и обладает массой, приблизительно равной массе протона. Такую частицу называли нейтроном. После открытия протона и нейтрона была предложена протонно-нейтронная модель атома, согласно которой, ядра атомов всех химических элементов состоят из протонов и нейтронов.

III. Новый материал.

Возник вопрос: каким образом, нуклоны удерживаются в ядре, несмотря на электростатическое отталкивание между протонами?

Силы, действующие в пределах атомных ядер, называются ядерными силамиЭти силы являются самыми мощными силами в природе.

  • Короткодействующие - действуют только внутри ядра.

  • Мощнее, чем электромагнитные.

  • Свойственно насыщение.

  • Зарядовая независимость (не зависят от величины заряда (действует и на нейтроны).

  • Не являются центральными (действуют не обязательно по прямой).

  • Являются обменными.

Ну, а раз в ядре действуют такие мощные силы, значит, там сосредоточена значительная энергия. Эту энергию стали называть энергией связи. То есть, энергия связи – это энергия, которая потребовалась бы для полного расщепления ядра на отдельные нуклоны: E = mc2. Энергия связи – это энергия, которая выделяется при образовании ядра из отдельных частиц, и соответственно это та энергия, которая необходима для расщепления ядра на составляющие частицы. Энергия связи показывает на сколько уменьшается энергия системы при образовании нуклонов

Есв = Δmс= (Z mp+ N m– Мя) с2 )

Известно, что в результате экспериментов были определены массы протона и нейтрона. Но когда начали определять массу атомных ядер, выяснилась очень интересная особенность: масса ядра атома всегда оказывалась меньше, чем сумма масс, входящих в него частиц.

Формула нахождения дефекта масс Δ m  = Z mp+ N m– Мя

Порядковый номер кислорода в таблице Менделеева – это 8, а массовое число – 16. Значит, в ядре атома кислорода содержится 8 протонов и 8 нейтронов. Ядро атома данного изотопа кислорода имеет массу, равную 15,9949. Поскольку масса протона, как и масса нейтрона, чуть больше одной атомной единицы массы, ясно, что их суммарная масса будет больше массы ядра атома кислорода.

Такую разницу назвали дефектом масс. То есть, дефект масс – это разность между суммарной массой нуклонов, входящих в состав атомного ядра и массой самого ядра.

Но куда же пропадает эта масса? Дело в том, что при образовании ядра была затрачена некоторая энергия. В соответствии с известным уравнением Эйнштейна, масса может превращаться в энергию, и, наоборот – энергия – в массу.

Именно таким образом можно определить энергию связи ядер. Для этого нужно дефект масс умножить на скорость света в квадрате, и мы получим энергию в джоулях.

Удельная (средняя) энергия связи – полная энергия связи ядра, деленная на число нуклонов в ядре. Есв.уд. = Есв./А. В данной формуле масса должна измеряться в килограммах, а не в атомных единицах. Для удобства в атомной физике используют другую формулу: дефект масс в атомных единицах умножают на 931,5, и получают энергию в мегаэлектрон - вольтах. Дело в том, что





III. Закрепление.

Задача 1. Определите энергию связи ядра Fe-56 в МэВ и найдите удельную энергию связи.

















Задача 2. Найдите массу урана 238, расходуемую АЭС для выделения того же количества энергии, которое расходует ТЭС при сжигании 100 т нефти?















IV. Подведение итогов.

V. Домашнее задание: § 80, 81, посчитать энергию связи и удельную энергию связи, элементов из домашнего задания прошлого урока:

Самостоятельно. Посчитать число нуклонов в ядре:

1-В 2-В 3-В 4-В 5-В 6-В

8O16, 3Li7, 6C12, 7N14, 9F19, 13Al27,

92U235; 82Pb207 90 Th232; 91Pa231; 94Pn244; 93Np237

1 – Вариант решение:

Дано: Решение:

8O16 Zp=8; Nn=(A- Zp)=16-8=8;

mp=1,00728 а.е.м. m=( Zmp + Nmn - Мя); m=(8х1,00728 + 8х1,00867 – 15, 999)=0,1286 а.е.м.

mn=1,00867 а.е.м. Есв.= m х 931,5 = 119,79МэВ

Mя=15,999 а.е.м. Есв.уд. = Есв./А = 119,79/16 = 7,487 МэВ/нуклон

Есв. - ?, Есв.уд. - ?

Дано: Решение:

92U235 Zp=92; Nn=(A- Zp)=235-92=143;

mp=1,00728 а.е.м. m=( Zmp + Nmn - Мя); m=(92х1,00728 + 143х1,00867 – 235)=1,987 а.е.м.

mn=1,00867 а.е.м. Есв.= m х 931,5 = 1177,95 МэВ

Mя=235 а.е.м. Есв.уд. = Есв./А = 1177,95/235 = 7,5657 МэВ/нуклон

Есв. - ?, Есв.уд. - ?


2 – Вариант решение:

Дано: Решение:

3Li7 Zp=3; Nn=(A- Zp)=7-3=4;

mp=1,00728 а.е.м. m=( Zmp + Nmn - Мя); m=(3х1,00728 + 4х1,00867 – 15, 999)=0,11548 а.е.м.

mn=1,00867 а.е.м. Есв.= m х 931,5 = 107,5696 МэВ

Mя=6,941 а.е.м. Есв.уд. = Есв./А = 107,5696 /7 = 15,367 МэВ/нуклон

Есв. - ?, Есв.уд. - ?


Дано: Решение:

82Pb207 Zp=82; Nn=(A- Zp)=207-82=125;

mp=1,00728 а.е.м. m=( Zmp + Nmn - Мя);m=(82х1,00728 + 125х1,00867 – 207,19)=1,49 а.е.м.

mn=1,00867 а.е.м. Есв.= m х 931,5 = 1387,935 МэВ

Mя=207,19 а.е.м. Есв.уд. = Есв./А = 1387,935 /207 = 6,705 МэВ/нуклон

Есв. - ?, Есв.уд. - ?




Просмотрено: 0%
Просмотрено: 0%
Скачать материал

Краткое описание документа:

Конспект реального рабочего урока по физике с необходимо-достаточным количеством теоретического материала. Является очередным уроком раздела "Квантовая физика". В этап урока "изучение нового материала" включен видеофрагмент, в "закрепление" - решение задач. Предполагаются сообщения учеников о деятельности Резерфорда и его открытиях. План-конспект урока рассчитан ровно на 2 страницы листа А4.

Скачать материал
Скачать тест к материалу

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 485 539 материалов в базе

Материал подходит для УМК

Скачать материал
Скачать тест к материалу

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

  • Скачать материал
    Скачать тест к материалу
    • 09.03.2018 2356
    • DOCX 148.8 кбайт
    • Оцените материал:
  • Настоящий материал опубликован пользователем Бардикова Александра Гарьевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

    Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

    Пожаловаться на материал
  • Автор материала

    Бардикова Александра Гарьевна
    Бардикова Александра Гарьевна
    • На сайте: 4 года и 3 месяца
    • Подписчики: 0
    • Всего просмотров: 141860
    • Всего материалов: 98