Конспект урока по физике на тему "Строение атома"

Тема урока:

Поиск информации в Интернете. Экспериментальные методы исследования частиц.

Цель урока по физике:

Познакомить учащихся с экспериментальными методами исследования частиц.

Цель урока по информатике:

Сформировать умение использовать браузер для просмот­ра веб-страниц и поиск в Сети по ключевым словам.

I. Проверка домашнего задания, повторение – 5 мин

- В чем заключалось открьггие, сделанное Беккерелем в 1896 году?

- Как стали называть способность атомов некоторых химических элемен­тов к самопроизвольному излучению?

- Как были названы частицы, входящие в состав радиоактивного излучения?

- О чем свидетельствует явление радиоактивности?

- Что происходит с радием в результате а -распада?

- Какая часть атома - ядро или электронная оболочка - претерпевают из­менения при радиоактивном распаде?

- Запишите реакцию а -распада радия и объясните, что означает каждый символ в этой записи.

- Как называются верхнее и нижнее числа, стоящие перед буквенным обозначением элемента?

- Чему равно массовое число?

- На примере реакции а -распада радия объясните, в чем заключаются законы сохранения заряда (зарядового числа) и массового числа?

- Какой вывод следовал из открытия, сделанного Резерфордом и Содди?

- Что такое радиоактивность?

II. Новый материал

Информатик - 4 мин

Web-сервер — это компьютер, на котором установлено специальное программное обеспечение. Web-сайт — это место на Web-сервере, т. к. слово сайт — английское слово и в переводе на русский означает место.

Компьютеры предпочитают числа, а люди — имена. Их легче запомнить. Поэтому в Интернете кроме системы адресации была введена очень удобная система имен. Согласно этой системе компьютеры в сети Интернет относятся к той или иной тематической или географической области. Область — по-английски domain (домен). Поэтому такая система имен и получила название доменной..

Доменное имя состоит из нескольких доменов, отделяющихся друг от друга точкой. Доменов в имени редко бывает больше пяти. Первым справа стоит домен верхнего уровня, затем уровни убывают.

 Для поиска интересующей вас информации необходимо указать

браузеру адрес Web-страницы, на которой она находится, или адрес сервера, где размещена эта страница. Если вы не знаете адресов серверов, то для поиска информации в сети Интернет существуют поисковые системы. Каждая поисковая система — это большая база ключевых слов, связанных с Web-страницами, на которых они встретились. Ключевыми являются те слова, которые объявляются основными.

Физик

Для изучения ядерных явлений были разработаны методы регистрации элементарных частиц и излучений. Наиболее распространенными являются методы, основанные на ионизующем и фотохимическом действии частиц. Это: Сцинтилляционный счетчик, Газоразрядный счетчик Гейгера, Камера Вильсона, Пузырьковая камера, Метод толстослойных фотоэмульсий.

Информатик

Задание классу: парами (как обычно) на компьютер найти в Интернете информацию о приборах, регистрирующие частицы, их устройстве и принципе действия. (Время 20 мин). Далее группы объединяются по темам в 5 групп, обрабатывают собранную информацию в течении 5 минут. Затем выступление по 2 минуты на каждую группу.

Пример найденной информации:

Сцинтилляционный счетчик

В 1903 г. У. Крупе заметил, что а-частицы, испускаемые радиоактивным аппаратом, попадая на покрытый сернистым цинком экран, вызывают свече­ние. Устройство было использовано Э. Резерфордом. Сцинтилляции теперь наблюдают и считают не визуально, а с помощью специальных устройств -сцинтилляционных счетчиков.

Газоразрядный счетчик Гейгера

Действие основано на ударной ионизации. Заряженная частица, пролета­ющая в газе, открывает у атома электрон и создает ионы и электроны. Элект­рическое поле между анодом и катодом ускоряет электроны до энергии, при которой начинается ударная ионизация.

Чтобы счетчик Гейгера мог регистрировать каждую попадающую в него час­тицу, надо своевременно прекращать лавинный разряд. Быстрое гашение разря­да можно достичь примесями, добавленными к инертному газу. Положительные ионы газа, сталкиваясь с молекулами спирта, рекомбинируют в нейтральные атомы и теряют способность выбивать из катода электроны (самогасящиеся счетчики). В других счетчиках гашение разряда производят, подбирая опреде­ленное нагрузочное сопротивление с цепи счетчика: R » 10⁹ Ом. Так, возникаю­щий при самостоятельно разряде, прохода через резистор, вызывает на нем большое падение напряжения, что приводит к быстрому уменьшению напряже­ния между анодом и катодом: лавинный разряд прекращается.

На электродах восстанавливается начальное напряжение, и счетчик готов к регистрации следующей частицы. Скорость счета равна 10⁴ частиц в секунду.

Камера Вильсона

Действие камеры Вильсона основано на конденсации перенасыщенного пара на ионах с образованием капель воды. Если в геометрическом сосуде с парами воды или спирта происходит резкое расширение газа (адиабатный процесс), температура убывает. И если в этот момент через объем камеры пролетает заряженная частица, то на своем пути она создает ионы, на кото­рых образуются капельки сконденсировавшегося пара. Таким образом, час­тица составляет за собой след (трек) в виде узкой полоски тумана. Этот трек можно наблюдать или сфотографировать. По треку можно определить энер­гию и скорость частицы. Если поместить камеру в магнитное поле, то по ис­кривлению трека можно определить знак заряда и его энергию, а по толщине трека - величину заряда и массу частицы.

Пузырьковая камера

В 1952 г. Д. Глейзером для регистрации заряженных частиц, имеющих высокую энергию, была создана пузырьковая камера. Принцип действия ее основан на том, что в перегретом состоянии чиста жидкость, находясь под высоким давлением, не закипает при температуре выше точки кипения. Пу­зырьковая камера заполнена жидким водородом под высоким давлением. При резком уменьшении давления переводят жидкость в перегретое состоя­ние. Если в это время в рабочий объем камеры попадает заряженная частица, то она образует на своем пути в жидкости цепочку ионов. В области пролета частицы жидкость закипает, появляются вдоль ее траектории мелкие пузырь­ки пара, которые являются треком этой частицы.

Преимущество перед камерой Вильсона: пузырьковая камера может реги­стрировать частицы с большей энергией, т.к. большая плотность рабочего ве­щества в пузырьковой камере. Кроме того, по сравнению с камерой Вильсона пузырьковая камера обладает быстродействием. Рабочий цикл равен 0,1 с.

Метод толстослойных фотоэмульсий

Этот метод был разработан в 1928 г. физиками А.П. Ждановым и Л.В. Мысовским. Его сущность заключается в использовании специальных фотоэмульсий для регистрации заряженных частиц. Пролетающая сквозь фотоэмульсию быстрая заряженная частица действует на зерна бромистого серебра и образует скрытое изображение. При проявлении фотопластинки образуется трек. После исследования трека оценивается энергия и масса за­ряженной частицы.

Преимущество метода: с его помощью получают не исчезающие со вре­менем следы частиц, которые могут быть тщательно изучены.

Сегодня широкое применение нашли полупроводниковые детекторы, ре­гистрирующие а -, /3 -, g -излучения.

III.              Подведение итогов, выставление оценок – 3 мин

IV.              Домашнее задание

По физике:

1.   Выучить §58;

2. Попробуйте решить следующую практическую задачу: По трубопроводу течет бензин, а вслед за ним - нефть. Как определить момент, когда через данное сечение трубопровода проходит граница раздела бензина и нефти? (Пробу брать нельзя, но у вас есть счетчик Гейгера и радиоактивный препарат).

По информатике:

1. Повторить тему 22;

2. Устно вопросы стр. 342.