• Кроссворд по теме «Элементы ядерной физики»

  ФИО ______________________________________________________класс ____________

   

   

  Вопросы к кроссворду:

  ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

• Тема урока                                     Радиоактивность

   

  Тип урока: урок изучения нового материала

  Цели урока: создать условия для усвоение учащимися  ЗУН и СУД по теме урока: радиоактивность, альфа-, бета-, гамма излучения, правило смещения, период полураспада, закон радиоактивного распада; научить каждого ученика  на уровне восприятия, осмысления и первичного усвоения.

  Задачи урока

              Образовательные задачи:

  объяснить и закрепить новый материал

  познакомить с историей открытия

  показать презентацию по теме урока 

  Развивающие задачи:

  активизировать мыслительную деятельность учащихся на уроке;

  реализовать успешное овладение новым материалом,

  развивать речь, умение делать выводы.

  Воспитательные задачи:

  заинтересовать и увлечь темой урока;

  создать личную ситуацию успеха;

  вести коллективный  поиск по сбору материалов о радиации

  создать условия для развития у школьников умения структурировать информацию.

   

  Подробный конспект урока

  Мотивация учащихся. Сконцентрировать внимание учащихся на изучаемом материале, заинтересовать их, показать необходимость и пользу изучения материала. Радиация – это необычные лучи, которые глазом не видно и вообще нельзя никак почувствовать. но которые могут проникать даже через стены и пронизывать человека.

  Ход и содержание урока

              Этапы урока.

  1. Организационный этап.
  2. Этап подготовки к изучению новой темы, мотивация и актуализация опорных знаний.
  3. Этап усвоения новых знаний.
  4. Этап закрепления новых знаний.
  5. Этап подведения итогов, информация о домашнем задании.
  6. Рефлексия.

  . 2.Этап подготовки к изучению новой темы

  Актуализация наличных знаний учащихся в форме  проверки домашнего задания и беглого фронтального опроса учащихся.

  Состав атома. Методы регистрации и наблюдения элементарных частиц.

  Создание проблемной ситуации.

  Показываю знак радиоактивной опасности и задаю вопрос: « Что означает этот знак? В чем опасность радиоактивного излучения?»

  «Ничего не надо бояться – надо лишь понять неизвестное» Мария Склодовская- Кюри. 

                3.Этап усвоения новых знаний.

           Тема урока: «Радиоактивность».

                    1) Сообщения учащегося. Открытие радиоактивности Анри Беккерелем.

  Открытие радиоактивности произошло благодаря счастливой случайности. Беккерель долгое время исследовал свечение веществ, предварительно облученных солнечным светом. Он завернул фотопластинку в плотную черную бумагу, положил сверху крупинки урановой соли и выставил на яркий солнечный свет. После проявления фотопластинка почернела на тех участках, где лежала соль.  Беккерель думал, что  излучение  урана возникает под влиянием солнечных лучей. Но однажды, в феврале 1896г., провести ему очередной опыт не удалось из-за облачной погоды. Беккерель убрал пластинку в ящик стола, положив на нее сверху медный крест, покрытый солью урана. Проявив на всякий случай пластинку два дня спустя, он обнаружил на ней почернение в форме отчетливой тени креста. Это означало, что соли урана самопроизвольно, без каких либо внешних влияний создают какое-то излучение. Начались интенсивные исследования. Вскоре Беккерель установил важный факт: интенсивность излучения определяется только количеством урана в препарате, и не зависит от того в какие соединения он входит. Следовательно, излучение присуще не соединениям, а химическому элементу урану. Затем подобное качество было обнаружено и у тория.

  Слайд №1 презентации

  Беккерель Антуан Анри французский физик. Окончил политехническую школу в Париже. Основные работы посвящены радиоактивности и оптике. В 1896г открыл явление радиоактивности. В 1901г обнаружил физиологическое действие радиоактивного излучения. В 1903г Беккерель удостоен Нобелевской премии за открытие естественной радиоактивности урана. (1903, совместно с П. Кюри и М. Склодовской-Кюри).

   

                   2) Сообщения учащегося. Открытие радия и полония.

  В 1898 году другие французские ученые Мария Склодовская-Кюри и Пьер
  Кюри выделили из уранового минерала два новых вещества, радиоактивных в гораздо большей степени, чем уран и торий. Так были открыты два неизвестных ранее радиоактивных элемента - полоний и радий, Это был изнурительный труд, в течение долгих четырех лет супруги почти не выходили из своего сырого и холодного сарая. Полоний (Po-84) был назван в честь родины Марии – Польши. Радий (Ra-88)– лучистый, термин радиоактивность предложен был Марией Склодовской. Радиоактивными являются все элементы с порядковыми номерами более 83, т.е. расположенными в таблице Менделеева после висмута. За 10 лет совместной работы они сделали очень многое для изучения явления радиоактивности. Это был беззаветный труд во имя науки – в плохо оборудованной лаборатории и при отсутствии необходимых средств Препарат радия исследователи получили в 1902 году в количестве 0,1 гр. Для этого им потребовалось 45 месяцев напряженного туда и более 10000 химических операций освобождения и кристаллизации.

         Недаром Маяковский сравнивал поэзию с добычей радия: «Поэзия – та же добыча радия. В грамм добыча, в год труды. Изводишь единого слова ради тысячи тонн словесной руды.» В 1903 году за открытие в области радиоактивности супругам Кюри и А.Беккерелю была присуждена Нобелевская премия по физике.

  Явление самопроизвольного превращения неустойчивых ядер атомов в ядра других атомов с испусканием частиц и излучением энергии называется естественной радиоактивностью.

  Слайд №2

  Мария Склодовская-Кюри – польский и французский физик и химик, один из основоположников учения о радиоактивности родилась 7 ноября 1867 в Варшаве. Она первая женщина – профессор Парижского университета. За исследования явления радиоактивности в 1903 г., совместно с А. Беккерелем получила Нобелевскую премию по физике, а в 1911 г. за получение радия в металлическом состоянии – Нобелевскую премию по химии. Умерла от лейкемии 4 июля 1934 г.

  Слайд №3

  – Пьер Кюри - французский физик, один из создателей учения о радиоактивности. Открыл (1880) и исследовал пьезоэлектричество. Исследования по симметрии кристаллов (принцип Кюри), магнетизму (закон Кюри, точка Кюри). Совместно с женой М. Склодовской-Кюри открыл (1898) полоний и радий, исследовал радиоактивное излучение. Ввел термин «радиоактивность». Нобелевская премия (1903, совместно со Склодовской-Кюри и А. А. Беккерелем).

   

        3) Сообщения учащегося Сложный состав Радиоактивного излучения

  .В 1899 году под руководством английского ученого Э. Резерфорда, был проведен опыт, позволивший обнаружить сложный состав радиоактивного излучения.

  В результате опыта, проведенного под руководством английского физика, было обнаружено, что радиоактивное излучение радия неоднородно, т.е. оно имеет сложный состав.

   

   

  Слайд №4.

  Резерфорд Эрнст (1871-1937), английский физик, один из создателей учения о радиоактивности и строении атома, основатель научной школы, иностранный член-корреспондент РАН (1922) и почетный член АН СССР (1925). Директор Кавендишской лаборатории (с 1919). Открыл (1899) альфа- и бета-лучи и установил их природу. Создал (1903, совместно с Ф. Содди) теорию радиоактивности. Предложил (1911) планетарную модель атома. Осуществил (1919) первую искусственную ядерную реакцию. Предсказал (1921) существование нейтрона. Нобелевская премия (1908).

  Слайд №5

  Классический опыт, позволивший обнаружить сложный состав радиоактивного излучения.

   Препарат радия помещали в свинцовый контейнер с отверстием. Напротив отверстия помещали фотопластинку. На излучение действовало сильное магнитное поле.

  Почти 90 % известных ядер нестабильны. Радиоактивные ядра могут испускать частицы трех видов: положительно заряженные (α-частицы – ядра гелия), отрицательно заряженные (β-частицы – электроны) и нейтральные (γ-частицы – кванты коротковолнового электромагнитного излучения). Магнитное поле позволяет разделить эти частицы.

   

                 4) Проникающая способность  α .β. γ излучения Слайд №6

    α –лучи обладают наименьшей проникающей способностью. Слой бумаги толщиной 0.1мм для них уже непрозрачен.

  . β-лучи полностью задерживает алюминиевая пластинка толщиной несколько мм.

  . γ-лучи при прохождении через слой свинца в 1см  уменьшают интенсивность в 2 раза.

   

                   5) Физическая природа α .β. γ излучения Слайд №7

   γ-излучение электромагнитные волны 10^-10-10^-13м

  β-лучи-поток электронов, движущихся со скоростями близкими к скорости света.

  α –лучи- ядра атома гелия (краткое описание исследований Резерфорда)

  Резерфорд измерил отношение заряда частицы к массе по отклонению в магнитном поле. Электрометром измерил заряд.. испущенный частицами источника, счетчиком Гейгера измерил их число. Резерфорд установил. что на каждый из двух элементарных зарядов приходится две атомные единицы массы. То есть α-частица – это ядро атома гелия.

                     6) Правило смещения.Слайд №7

   Работа с электронным учебником

  ·          Альфа-распад. При альфа-распаде ядро испускает одну α-частицу, и из одного химического элемента образуется другой, расположенный на две клетки левее в периодической системе Менделеева:

  

   

    Написать реакцию альфа распада  , пользуясь лабораторией 5.14 электронного учебника «Физикон»

   Вета-распад.При бета-распаде испускается один электрон, и из одного химического элемента образуется другой, расположенный на клетку правее:

  

  При бета-распаде из ядра вылетает еще одна частица, называемая электронным антинейтрино. Эта частица обозначается символом      

  Написать реакцию бета-распада, пользуясь лабораторией 5.14 электронного учебника «Физикон»

  ·         При испускании ядрами атомов нейтральных γ-квантов ядерных превращений не происходит. Испущенный γ-квант уносит избыточную энергию возбужденного ядра; числа протонов и нейтронов в нем остаются неизменными.

  Лаборатории электронного учебника

  Физикон 5.14

  Настоящая модель демонстрирует различные типы ядерных превращений. Ядерные превращения возникают как вследствие процессов радиоактивного распада ядер, так и вследствие ядерных реакций, сопровождающихся делением или синтезом ядер.

        7)Закон радиоактивного распада. Слайд.№8. №9

  Время, за которое распадается половина из начального числа радиоактивных атомов, называют периодом полураспада. За это время активность радиоактивного вещества уменьшается вдвое.

  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.

  Закон радиоактивного распада установлен Ф. Содди. По формуле находят число нераспавшихся 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

  

   

  4. Этап закрепления новых знаний.

  Проверка и оценивание ЗУНКов

           Задача

  Среди загрязнений, вызванных аварией на ЧАЭС, наиболее опасен Cs-137 с периодом полураспада 30 лет. Через какое время его активность уменьшится в 8 раз?

       Ответ: t=90лет.

   Тест.»Радиоактивность» Получает каждый ученик. Ответы на слайде.

  1 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

  2 вариант

  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.Этап подведения итогов, информация о домашнем задании.

  6.Рефлексия.

   

  Рефлексия деятельности на уроке

              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 …

  7.      меня удивило…

  8.      урок дал мне для жизни…

  9.      мне захотелось…

  Домашнее задание

              §§ 100,101.102, №1192,№1201

   

  Дополнительная необходимая информация        

                                В помощь учителю

  1. Использованные источники и литература (если имеются)        Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика -11:. – М.:: Просвещение, 2005
  2. Корякин Ю. И Биография атома. Москва 1961
  3. Энциклопедический словарь юного физика / сост. В.А.Чуянов..: Педагогика, 1984
  4. Касьянов В.А. Физика 11 класс. – М.: Дрофа, 2006.
  5. Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. – М.: Просвещение, 2002.
  6. Марон А.Е., Марон Е.А. Физика 11 класс: Дидактические материалы – М.: Дрофа, 2004.

   

• Описание презентации по слайдам:

  • 

    1 слайд

    24.01.2014
    
    Радиоактивность
    

  • 

    2 слайд

    Вопросы:
    Раздел физики, в котором исследуется строение и превращение атомных ядер.
    
    Модель строения атома.
    

  • 

    3 слайд

    Вопросы:
    Модель строения ядра.
    
    Что такое нуклоны.
    
    Ядерные силы.
    
    
    
    

  • 

    4 слайд

    Строение атомного ядра
    

  • 

    5 слайд

  • 

    6 слайд

  • 

    7 слайд

    Энергия связи атомных ядер
    Энергия связи атомных ядер – та энергия, которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные частицы.
    
    

  • 

    8 слайд

  • 

    9 слайд

    Закон сохранения энергии энергия связи равна той энергии, которая выделяется при образовании ядра из отдельных частиц.
    
    Альберт Эйнштейн
    (1879 - 1955)
    Уравнение Эйнштейна между массой и энергией:
    Точнейшие измерения масс ядер масса покоя ядра Мя всегда меньше суммы масс покоя слагающих его протонов и нейтронов:
    
    - дефект массы.
    

  • 

    10 слайд

    Уменьшение массы при образовании ядра из частиц уменьшается энергия этой системы частиц на значение энергии связи :
    ядро образуется из частиц;
    частицы за счет действия ядерных сил на малых расстояниях устремляются с огромным ускорением друг к другу;
    излучаются γ- кванты с энергией и массой .
    Пример: образование 4 г гелия сопровождается выделением такой же энергии, что и сгорание 1,5 - 2 вагонов каменного угла.
    

  • 

    11 слайд

    Удельная энергия связи
    Удельная энергия связи – энергия связи, приходящаяся на одну ядерную частицу от массового числа А.
    Максимальную энергию связи (8,6 МэВ/нуклон) имеют элементы с массовыми числами от 50 до 60.
    Ядра этих элементов наиболее устойчивы.
    

  • 

    12 слайд

    Ядерные силы являются короткодействующими.
    Нуклоны, находящиеся на поверхности ядра, взаимодействуют с меньшим числом соседей, чем нуклоны внутри ядра.
    
    Энергия связи нуклонов на поверхности меньше, чем у нуклонов внутри ядра.
    Чем больше ядро, тем большая часть от общего числа нуклонов оказывается на поверхности энергия связи в среднем на один нуклон меньше у легких ядер.
    
    У тяжелых ядер удельная энергия связи уменьшается за счет растущей с увеличением Z кулоновской энергии отталкивания протонов. Кулоновские силы стремятся разорвать ядро.
    
    Уменьшение удельной энергии связи у легких элементов объясняется поверхностными эффектами.
    

  • 

    13 слайд

    Радиоактивность появились на земле со времени ее образования , и человек за всю историю развития своей цивилизации находился под влиянием естественных источников радиации. Земля подвержена радиационному фону, источниками которого служат излучения Солнца, космическое излучение, излучение от залегающих в Земле радиоактивных элементов.
    

  • 

    14 слайд

    Явление радиоактивности было открыто французским физиком
    А. Беккерелем 1 марта 1896 г. при случайных обстоятельствах.
    
    Беккерель положил несколько фотографических пластинок в ящик своего стола и, чтобы на них не попал видимый свет, он придавил их куском соли урана. После проявления и исследования он заметил почернение пластинки, объяснив это излучением солью урана невидимых лучей.
    
    От солей урана Беккерель перешёл к чистому металлическому урану и отметил, что эффект испускания лучей усилился.
    

  • 

    15 слайд

    Кусок соли урана без предварительного освещения испускал невидимые лучи, действовавшие на фотопластинку через непрозрачный экран.
    
    Беккерель немедленно ставит повторные опыты.
    Оказалось, что соли урана сами по себе без всякого внешнего воздействия испускают невидимые лучи, засвечивающие фотопластинку и проходящие через непрозрачные слои.
    
    2 марта 1896 г Беккерель сообщил о своем открытии.
    Изображение фотопластинки Беккереля, которая была засвечена излучением солей урана. Ясно видна тень металлического мальтийского креста, помещённого между пластинкой и солью урана
    

  • 

    16 слайд

  • 

    17 слайд

    1.Радиоактивность –
    это явление, доказывающее сложный состав атомного ядра и представляющее собой самопроизвольное излучение некоторых химических элементов.
    

  • 

    18 слайд

    
    2.Три вида излучения.
    
    А) Опыт, позволивший обнаружить сложный состав радиоактивного излучения (сделать рисунок).
    
    Б) Заполнить таблицу
    и ответить на вопрос: почему выяснить природу альфа-лучей оказалось гораздо сложнее, чем бета-лучей?
    
    
    

  • 

    19 слайд

  • 

    20 слайд

    Что происходит с веществом при радиоактивном излучении?
    

  • 

    21 слайд

    Придумайте кроссворд по теме «Элементы ядерной физики»
    

  • 

    22 слайд

    Законы р/а распада
    При  -распаде ядро распадается на две части, одна из которых представляет собой  -частицу.
    При этом ядро теряет заряд +2е, и масса ядра уменьшается на четыре единицы относительной атомной массы.
    

  • 

    23 слайд

    При  -распаде элемент смещается в таблице Менделеева ближе к ее началу на две клетки, - это так называемое правило смещения, которое сформулировал Ф. Содди, исследуя  -распад.
    

  • 

    24 слайд

    При  -распаде вылетает электрон. При этом массовое число ядра изменяется, а заряд увеличивается на одну единицу. Правило смещения в этом случае таково: при  -распаде элемент смещается на одну клетку ближе к концу таблицы Менделеева.
    

  • 

    25 слайд

    -излучение связано с переходом ядра из возбужденного состояния с высоким уровнем энергии на более низкий уровень.
    -излучение может сопровождать  и  -распады.
     -излучение не вызывает изменения заряда, а масса ядра изменяется на очень малую величину.
    

Краткое описание материала