Инфоурок / Физика / Конспекты / План практического занятия по теме «Закон радиоактивного распада. Энергия связи атомных ядер. Удельная энергия связи»
Обращаем Ваше внимание: Министерство образования и науки рекомендует в 2017/2018 учебном году включать в программы воспитания и социализации образовательные события, приуроченные к году экологии (2017 год объявлен годом экологии и особо охраняемых природных территорий в Российской Федерации).

Учителям 1-11 классов и воспитателям дошкольных ОУ вместе с ребятами рекомендуем принять участие в международном конкурсе «Законы экологии», приуроченном к году экологии. Участники конкурса проверят свои знания правил поведения на природе, узнают интересные факты о животных и растениях, занесённых в Красную книгу России. Все ученики будут награждены красочными наградными материалами, а учителя получат бесплатные свидетельства о подготовке участников и призёров международного конкурса.

ПРИЁМ ЗАЯВОК ТОЛЬКО ДО 21 ОКТЯБРЯ!

Конкурс "Законы экологии"

План практического занятия по теме «Закон радиоактивного распада. Энергия связи атомных ядер. Удельная энергия связи»

библиотека
материалов

План практического занятия по физике.

Тема: «Закон радиоактивного распада. Энергия связи атомных ядер. Удельная энергия связи»

Цель занятия:

образовательные: закрепление понятий периода полураспада, среднего времени

жизни атомного ядра, дефекта массы, энергии связи и удельной

энергии связи атомных ядер;

усвоение студентами алгоритмов решения задач по указанным темам.

развивающие: понимание теории радиоактивного и методов его анализа,


воспитательные: формирование навыков самостоятельной и коллективной работы,

точного аналитического подхода к рассмотрению явлений

природы, способностей к логическому мышлению и анализу.


Тип учебного занятия: урок формирования умений и навыков.


Методы обучения: репродуктивный и продуктивный (частично-поисковый) методы

обучения.


Используемое оборудование:

таблица удельной энергии связи атомных ядер; проектор, ПК,

карточки с индивидуальными и тестовыми заданиями.


Актуализация знаний.


С целью актуализации знаний проводится плотный опрос в виде

-- Терминологического диктантаhello_html_m53d4ecad.gif

-- Проверка узнавания формул

Формирование новых способов действий.

-- Объяснения преподавателя. Решение в качестве примера задачи №1

-- Задача 2 решается у доски студентами. При решении студентом задачи остальные

следят за правильностью решения и под руководством преподавателя вносят замечания и исправления, если в решение допущена ошибка.

-- Задача 3,4 также решаются у доски под контролем преподавателя и студентов,

используются иллюстрации.

Задача 1

Найти удельную энергию связиhello_html_m53d4ecad.gifhello_html_m73fe398.gif ядра hello_html_6617ce6d.gif. Масса ядра Мядра=15,99052 а.е.м., масса одного протона mp=1,00783 а.е.м., масса нейтрона mn=1,00866.а.е.м.


Дhello_html_m6be6fcf0.gifано: здесь A –массовое число изотопа кислорода ядра hello_html_6617ce6d.gif,

A=16 Z-зарядовое число.

Z=8 Решение. Напомним, что удельной энергией связи называют mp=1,0783 а.е.м энергию связи, приходящуюся на один нуклон, поэтому удельная

mn=1,0866 а.е.м энергия hello_html_m73fe398.gif связи ядра может быть определена отношением всей

Mhello_html_m2f4cac47.gifядра=15,99052 а.е.м энергией связи hello_html_m7bbfb3ef.gif , т. е. энергии связи, приходящейся на все

hello_html_m73fe398.gif-? нуклоны ядра , к их общему количеству, т.е. к массовому числу А:

hello_html_53153331.gif.

Энергию связи ядра hello_html_m7bbfb3ef.gif (по модулю) можно определить по формуле

hello_html_1f727904.gif.

Здесь N=A-Z – число нейтронов в ядре.

Напомним, что здесь массы протона, нейтрона и ядра следует оставить выраженными в атомных единицах массы (е.а.м), и тогда мы получим энергию связи hello_html_m7bbfb3ef.gif, выраженную в мегаэлектрон-вольтах (МэВ).

С учетом этого hello_html_3bcf47f3.gif.

Подставим это выражение в первую формулу, получим

hello_html_47541946.gif.

Задача в общем виде решена. Очевидно, что единицей измерения здесь будет hello_html_22131fd.gif.

Отметим, что в некоторых справочных таблицах приводятся не массы ядер, а массы изотопов элементов. В этом случае для нахождения массы ядер следует вычесть из массы изотопа массу всех электронов, умножив их количество на массу покоя одного электрона me=9,1*10-31 кг.

Количество электронов в нейтральном атоме равно количеству протонов в его ядре, т. е. тоже равно зарядовому числу Z или порядковому номеру элемента в таблице Менделеева.

Поставим числа в полученное выражение для hello_html_290d264a.gif и произведем вычисления:

hello_html_m4e1cacab.gif

Ответ: hello_html_2edddf26.gif.

Задача 2.


Масса атома хлора М=35,5 а. е. м. Хлор имеет два изотопа: hello_html_18ade9b0.gif с массой атома М1=35

а. е. м. и hello_html_m33714705.gif с массой атома М2=37 а. е. м. Найти их процентное содержание.


Решение.


Дhello_html_534c979f.gifано:

М =35,5 Обозначим N некоторое количество атомов хлора, N1-количество изотопов хлора М1=35 hello_html_18ade9b0.gif в общем количестве N, N2 – количество изотопов hello_html_m33714705.gif в этом же количестве

Мhello_html_m2823cef2.gif2=37 N, hello_html_m7131a88f.gif, hello_html_3dcaadba.gif- относительно содержание изотопов hello_html_18ade9b0.gifи hello_html_m33714705.gif. hello_html_m7131a88f.gif-?

Здесь следует сообразить, что сумма произведений массы атома М1

hello_html_3dcaadba.gif-? на относительное содержание hello_html_m7131a88f.gif изотопов хлора hello_html_18ade9b0.gif и массы атома М2 на

относительное содержание hello_html_3dcaadba.gif изотопов хлора hello_html_m33714705.gif есть масса М:

М1hello_html_m7131a88f.gif+ М2hello_html_m25eebb80.gif=M


Так как N­2=N-N1, то М1hello_html_m7131a88f.gif+ М2hello_html_17461753.gif=M.

Отсюда найдем относительное содержание hello_html_m7131a88f.gif изотопов хлора hello_html_18ade9b0.gif в их смеси с изотопом hello_html_m33714705.gif, выраженное в частях, а затем, умножив полученное отношение hello_html_m7131a88f.gif на 100%, получим искомое процентное содержание этих изотопов:

М1hello_html_m7131a88f.gif+ М2hello_html_m1e4099ea.gif=M.


hello_html_m7131a88f.gif12) = М-М2,


hello_html_m7131a88f.gif=hello_html_38a21b13.gif



Мы нашли одну искомую величину. Очевидно, что, отняв ее от 100%, мы определим процентное содержание hello_html_3dcaadba.gif изотопов hello_html_m33714705.gif, выраженное тоже в процентах:

hello_html_4746ec1d.gif

Все полученные величины будут выражены в процентах. Подставим числа и произведем вычисления:

hello_html_3195c371.gif,

hello_html_m3875f830.gif.

Ответ: hello_html_39491998.gif, hello_html_m71828f47.gif=25%.


Задача№3.


Какая доля радиоактивных ядер некоторого элемента распадается за время t , равное половине периода полураспада?


Дhello_html_772131a4.gifано: Решение.

Обозначим hello_html_2e85d6ba.gifN количество ядер, распавшихся за время t, Nhello_html_m221db12.gif-

t=hello_html_38281e24.gif первоначальное количество ядер (т.е. в момент t=0), T- период

полураспада элемента.


hello_html_67572be6.gifhello_html_m441d7c7e.gif


Количество hello_html_2e85d6ba.gifN распавшихся за время t=hello_html_38281e24.gif ядер равно разности первоначального количества ядер Nhello_html_m221db12.gif и количества ядер N, оставшихся нераспавшимися через время t от начала расчета времени распада: hello_html_2e85d6ba.gifN= Nhello_html_m221db12.gif-N.

Количество нераспавшихся ядер N связано со временем распада t и периодом полураспада T законом радиоактивного распада

hello_html_213c6ba8.gif, где t=hello_html_38281e24.gif, поэтому

N= hello_html_m3b2cabb7.gif

Тогда hello_html_2e85d6ba.gifN= Nhello_html_m221db12.gif-hello_html_m71f26230.gif= Nhello_html_m221db12.gif hello_html_52d690fa.gif, откуда hello_html_m3281c63a.gif.

Ответ: hello_html_m3cd91ed9.gif.


Задача 4

Активность радиоактивного препарата уменьшилась в 4 раза за t = 8 дней. Найти период полураспада Т этого препарата.

hello_html_m75498e95.gif

Дано: обозначим hello_html_m568e513a.gif активность препарата в начальный момент времени, hello_html_m33bbcc6d.gif-

hello_html_69daa45f.gif активность препарата через t дней.

thello_html_m441d7c7e.gif = 8 дней Решение.

Т=?. Напомним, что активностью hello_html_m33bbcc6d.gifрадиоактивного препарата

называется величина, равная числу распадающихся ядер в единицу времени. В отличие от периода полураспада, который для данного препарата постоянная величина, активность с течением времени убывает.

Пусть в начальный момент за единицу времени распадалось hello_html_m568e513a.gif ядер препарата, а через время t стало распадаться в единицу времени hello_html_m33bbcc6d.gif ядер. Тогда согласно закону убывания активности hello_html_m33bbcc6d.gif=hello_html_m568e513a.gif*hello_html_m4ae86052.gif, откуда hello_html_46176f16.gif.

Отсюда определим период полураспада Т, выполнив логарифмирование:

hello_html_m7e3b4c3e.gif,

hello_html_428a8d5f.gif


Задача в общем виде решена. Подставим числа и выполним вычисления:

hello_html_m72cbea1a.gifдней = 4 дня.

Ответ: Т = 4 дня.



Выполнение работы.

Решить задачи № 21.15, 21.16-21.22

№ 22.7, 22.8, 22.13, 22.17-22.20 (Волькенштейн, Сборник задач по курсу

общей физики, 1993)

Для слабых студентов - 7.27, 7.29, 7.31, 7.37, 7.39 (Трофимова., Сборник задач по физике с решениями 1999) № 7.85, 7.86


Межпредметные связи: математика, химия, экология.

Домашнее задание: 21.23-21.30; 22.14-22.16; 22.10-22.12(Волькенштейн, Сборник задач по курсу общей физики, 1993)

Или 7.7-7.20; 7.84, 7.87, 7.88 (Трофимова., Сборник задач по физике с решениями 1999) № 7.85, 7.86

2.Составить несколько задач по изученному материалу с содержанием исторических или экологических фактов.


Самые низкие цены на курсы переподготовки

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 50% скидки при обучении на курсах профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца с присвоением квалификации (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок", но в дипломе форма обучения не указывается.

Начало обучения ближайшей группы: 18 октября. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (10% в начале обучения и 90% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru

Общая информация

Номер материала: ДA-039333

Похожие материалы