Конспект урока "Естественная радиоактивность. Период полураспада"

Класс 11                          Урок №3                                  Дата

Тема Естественная радиоактивность. Период полураспада.

Тип урока: урок изучения нового материала

Цели урока: 

·         объяснить и закрепить новый материал, познакомить с историей открытия явления радиоактивности;

·         активизировать мыслительную деятельность учащихся на уроке, реализовать успешное овладение новым материалом, развивать умение делать выводы;

·         заинтересовать и увлечь темой урока,  создать условия для развития у школьников умения структурировать информацию.

Ход урока

1. Организационный момент

2. Этап вызова

Я предлагаю вам выполнить следующее задание. Найдите в списке слова, обозначающие явления: ион, атом, протон, электризация, нейтрон, проводник, напряжённость, электричество, диэлектрик, электроскоп, заземление, поле, оптика, линза, сопротивление, напряжение, вольтметр, амперметр, заряд, мощность, освещение, радиоактивность, магнит, генератор, телеграф, компас, намагничивание.  Дайте определения этим явлениям. Для какого явления мы ещё не можем дать определение? Правильно, для радиоактивности. Тема  нашего занятия – радиоактивность.

3. Этап осмысления.  Работа с видеоуроком

 Сто лет назад, в феврале 1896г, французский физик Анри Беккерель обнаружил самопроизвольное излучение солей урана ²³⁸U, однако он не понимал природы этого излучения.

В 1898г супруги Пьер и Мария Кюри открыли новые, ранее неизвестные элементы – полоний ²⁰⁹Po и радий ²²⁶Ra, у которых излучение, аналогичное излучению урана, было значительно более сильным. Радий – редкий элемент; чтобы получить 1 грамм чистого радия, надо переработать не менее 5 тонн урановой руды; его радиоактивность в несколько миллионов раз выше радиоактивности урана.

- Самопроизвольное излучение некоторых химических элементов было названо по предложению П.Кюри радиоактивностью, от латинского radio «излучать». Неустойчивые ядра превращаются в устойчивые.

- Химические элементы с номера 83 являются радиоактивными, то есть самопроизвольно излучают, причем, степень излучения не зависит от того, в состав какого соединения они входят.

- Изучением природы радиоактивного излучения занимался великий физик начала 20 века Эрнест Резерфорд.

Ответить на вопросы:
1. Что представляют собой α-лучи? (α-лучи – это поток частиц, представляющих собой ядра гелия.) 
2. Что представляют собой β-лучи? (β-лучи – это поток электронов, скорость которых близка к скорости света в вакууме.)
3. Что представляет собой γ-излучение? (γ-излучение – это электромагнитное излучение, частота которого превышает частоты рентгеновского излучения.)

- Итак в 1899 г Эрнест Резерфорд обнаружил неоднородность излучения. Исследуя излучение радия в магнитном поле, он обнаружил, что поток радиоактивного излучения имеет сложную структуру: состоит из трех самостоятельных потоков, названных α-, β- и γ-лучами. При дальнейших исследованиях оказалось, что α-лучи представляют из себя потоки ядер атомов гелия, β-лучи – потоки быстрых электронов, а γ-лучи есть электромагнитные волны с малой длиной волны.

- Но эти потоки различались еще и своими проникающими способностями.

- Превращение атомных ядер часто сопровождается испусканием α-, β-лучей. Если одним из продуктов радиоактивного превращения является ядро атома гелия, то такую реакцию называют α-распадом, если же – электрон, то β-распадом.

Эти два распада подчиняются правилам смещения, которые впервые сформулировал английский ученый Ф.Содди. Давайте посмотрим, как выглядят эти реакции.

1. При α-распаде ядро теряет положительный заряд 2e и его масса убывает на 4 а.е.м. В результате α-распада элемент смещается на две клетки к началу периодической системы Менделеева:

2. При β-распаде из ядра вылетает электрон, что увеличивает заряд ядра на 1е, масса же остается почти неизменной. В результате β-распада элемент смещается на одну клетку к концу периодической таблицы Менделеева.

- Кроме альфа- и бета-распадов радиоактивность сопровождается гамма-излучением. При этом из ядра вылетает фотон.

3. γ-излучение – не сопровождается изменением заряда; масса же ядра меняется ничтожно мало.
- Ядра, которые возникли в результате радиоактивного распада, в свою очередь также могут быть радиоактивны. Возникает цепочка радиоактивных превращений. Ядра, связанные с этой цепочкой, образуют радиоактивный ряд или радиоактивное семейство. В природе существует три радиоактивных семейства: урана, тория и актиния. Семейство урана заканчивается свинцом. Измеряя количество свинца в урановой руде, можно определить возраст этой руды.

- Резерфорд опытным путём установил, что активность радиоактивных веществ убывает с течением времени. Для каждого радиоактивного вещества существует интервал времени, на протяжении которого активность убывает в 2 раза. Это время называется периодом полураспада Т.

- Как же выглядит закон радиоактивного распада?

- Закон радиоактивного распада установлен Ф. Содди. По формуле находят число не распавшихся атомов в любой момент времени. Пусть в начальный момент времени число радиоактивных атомов N₀. По истечении периода полураспада их будет N₀/2. Спустя t = nT их останется N₀/2^п.

- Период полураспада – основная величина, определяющая скорость радиоактивного распада. Чем меньше период полураспада, тем меньше времени живут атомы, тем быстрее происходит распад. Для разных веществ период полураспада имеет разные значения

- Одинаково опасными являются как быстро, так и медленно распадающиеся ядра. Быстро распадающиеся ядра интенсивно излучают за малый промежуток времени, а медленно распадающиеся ядра радиоактивны на большом интервале времени. С различными уровнями радиации человечество встречается как в естественных условиях, так и в искусственно созданных обстоятельствах.

4. Этап: ответить на вопросы теста

Тест.»Радиоактивность» Получает каждый ученик.

1 вариант

2 вариант

1. Кто из перечисленных ученых назвал явление самопроизвольного излучения радиоактивностью? А. Супруги Кюри В. Резерфорд С. Беккерель 2.b-лучи представляют собой…. А. поток электронов В. поток ядер гелия С. электромагнитные волны 3. В результате a- распада элемент смещается А. на одну клетку к концу периодической системы В. на две клетки к началу периодической системы С. на одну клетку к началу периодической системы 4. Время, в течение которого распадается половина радиоактивных атомов, называется… А.временем распада В. периодом полураспада С. периодом распада 5. Имеется 109атомов радиоактивного изотопа йода 53128I, период его полураспада25мин. Какое примерно количество ядер изотопа останется нераспавшимся через 50 мин? А. 5×108 В. 109 С. 2,5×108

1. Кто из перечисленных ниже ученых является первооткрывателем радиоактивности? А. Супруги Кюри В. Резерфорд С. Беккерель 2. g- лучи представляют собой… А. поток электронов В. поток ядер гелия С. электромагнитные волны 3. В результате b- распада элемент смещается А. на одну клетку к концу периодической системы В. на две клетки к началу периодической системы С. на одну клетку к началу периодической системы 4. Какое из перечисленных ниже выражений соответствует закону радиоактивного распада. А.N=N0×2-t/T В. N=N0/2 С. N=N0×2-T 5.Имеется 109атомов радиоактивного изотопа цезия 55137Cs, период его полураспада 26 лет. Какое примерно количество ядер изотопа останется нераспавшимся через 52 года?  А. 5×108 В. 109 С. 2,5×108

Ответы     1 вариант                                                   2 вариант

              1А, 2А , 3В,  4С, 5С                                     1С, 2С, 3А, 4А, 5С

5. Домашнее задание:§8.1-8.4

6.  Итоги:

Рефлексия

Закончить фразу

1.      сегодня я узнал…

2.      мне было интересно…

3.      я понял, что…

4.      теперь я могу…

5.      я научился…

6.      у меня получилось …