МКОУ Баранниковская СОШ
Свердловской области Камышловского района
План-конспект урока
по учебной дисциплине «физика»
на тему «Строение атомного ядра. Изотопы»
Разработал:
Сидорова Юлия Валерьевна
ФИО
учитель физики
Камышлов, 2017
Тема урока. Строение атомного ядра. Изотопы.
Дата проведения. «__» _______ 2017г..
Тип урока. Изучение нового материала.
Вид урока. Урок с элементами беседы.
Технология урока. Информационно-коммуникационные,
личностно-ориентированные, проблемно-ориентированные.
Цель урока. Изучить
строение атомного ядра, сформировать понятие о нуклонах, изотопах химических
элементов, ознакомить обучающихся с силами ядерного взаимодействия.
Задачи.
–
способствовать формированию
представлений о фундаментальности экспериментов на основе их значимости в
изучении природы;
–
использовать качественные
представления о вариантах взаимодействия заряженных частиц для обучения решению
задач на количественном уровне;
–
сформировать навык применения
теоретических знаний при проведении прикладных исследований.
Планируемые образовательные результаты.
-предметные: обучающиеся узнают о строении атомного ядра, о
нуклонах и изотопах химических элементов, о силах ядерного
взаимодействия, удерживающих частицы внутри ядра, а также об энергии связи
атомного ядра;
-
метапредметные:
регулятивные: обучающиеся самостоятельно учатся ставить цели и планировать пути
достижения; контролировать своё время;
обучающиеся
будут оценивать свои возможности достижения цели;
коммуникативные: обучающиеся научатся полно и точно выражать свои
мысли; организовывать и планировать учебное взаимопонимание с учителем и друг с
другом;
познавательные: обучающиеся
научатся давать определения понятиям, находить число протонов и нейтронов в
ядре;
-личностные: обучающиеся получат возможность для формирования устойчивой учебно –
познавательной мотивации, готовности к самообразованию и саморазвитию.
Основные термины, понятия. Атомное ядро, протоны,
нейтроны, нуклоны, изотопы, делимость атома, силы ядерного взаимодействия.
Оборудование (Перечень приборов, ТСО, наглядных
пособий, раздаточного материала и т. д.):
- Периодический закон и теория
строения атома.
- Периодический закон и
периодическая система химических элементов Д. И. Менделеев
- Характеристика химического элемента на
основании его положения в периодической системе Д. И. Менделеева.
- Комплекс
мультимедиа.
- Презентация к
уроку.
- Схема опыта Резерфорда и результатов
его опыта ( рисунки, анимации).
-
Портреты
Дж. Дж. Томсона и Э. Резерфорда, Дж.Чедвика, Д. Д. Иваненко, В. Гейзенберга, В. Содди, Ирэн и Фр.
Джолио- Кюри.
- Карточки-задания.
План урока
Этапы
|
Время
мин
|
Приемы и методы
|
I.
Организационный этап
|
1-2
|
Приветствие,
проверка готовности к уроку. Сообщение темы, цели и плана урока.
|
II.
Мотивационный этап
|
1
|
Формирование
заинтересованности обучающихся в данном учебном материале
|
III. Проверка домашнего задания;
актуализация опорных знаний учащихся
|
5
|
Ответы с места и у доски;
беседа; физический диктант
|
IV. Изучение нового материала
|
15—20
|
Пояснения учителя;
записи на доске и в тетрадях
|
V. Закрепление нового материала, рефлексия
|
15
|
Самостоятельная
работа обучающихся, взаимопроверка с/р
|
VI. Домашнее задание
|
1-2
|
Комментарий
учителя; записи на доске и в рабочих тетрадях
|
Ход урока
I. Организационный
этап:
–
приветствие;
–
проверка готовности к уроку;
–
сообщение темы, цели и плана урока. Слайды 1-3
II. Мотивационный
этап.
Понятие
атом существует уже более 2500 лет со времен греческого ученого Демокрита,
который считал, что все вещества состоят и мельчайших неделимых частиц. Им была
выдвинута атомистическая гипотеза, согласно которой все в мире состоит из
атомов, различающихся своей формой, порядком и ориентацией в теле; между атомами
находится пустота. Слово «атом» означает «неразрезаемый», «нерассекаемый». В
России М.В.Ломоносов говорил о мельчайших частицах вещества. Он считал, что
существует два вида материи «элементы» (атом), «корпускулы»(молекулы).
Английский физик Джон Дальтон ввел понятие атомной массы, атом представлен как
мельчайшая неделимая частица. Однако к концу 19 века появились факты о сложном
строении атома. Открытие электрона, частицы входящей в состав атома нанесло
серьезный удар по представлениям об атоме.
Слайд 4
Сегодня
мы с вами должны вскрыть ошибочность представлений ученых до 20 века.
III. Проверка домашнего задания; актуализация опорных
знаний обучающихся.
Давайте вспомним материал прошлых уроков и ответим
на следующие вопросы: Слайд 5
-
Что такое атом? (мельчайшая частица химического элемента, сохраняющая
его свойства).
-
Что входит в состав атома?
(протоны, нейтроны, электроны)
-
Кто впервые доказал «делимость»
атома? (в 1897 г. английский физик Дж. Томпсон пришел к выводу, ято атомы
любого вещества содержат отрицательно заряженные частицы)
-
В ходе каких опытов было
установлено существование электрона? (английский физик Дж. Томпсон использовал
катодные лучи)
-
В чем суть модели атома Дж.
Томсона? (положительный заряд атома занимает весь объем атома и распределен с
постоянной плотностью, отрицательный заряд находится в нем, как изюм в кексе)
-
Почему модель атома Томсона не
была принята физиками — современниками ученого? (опыт Резерфорда показал, что
частицы распределены в атоме не равномерно)
-
Кто исследовал внутреннюю
структуру атома? (Э.Резерфорд)
-
В чем суть опыта Резерфорда?
(Бомбардировал атомы а-частицами)
-
Почему отклонялись а-частицы в
опыте Резерфорда? (При соударении с разными частицами, находящимися внутри
атома они отклонялись по-разному)
-
Что из себя представляют а-частицы?
(атом гелия)
-
Какую модель атома предложил Э.
Резерфорд? (планетарную)
Физический
диктант Слайд 6
Продолжить фразу
- Все вещества состоят из… (частиц).
- Согласно планетарной модели атома
Резерфорда атом имеет следующее строение… (ядро, состоящее из протонов и
нейтронов, вокруг которого вращаются этектроны).
- Размеры атома и размеры ядер следующие…
(10-10м, 10-15м).
- Слово атом означает … (неделимый).
- Электроны вращаются вокруг … (ядра).
Сдаем диктант на
проверку.
IV. Изучение нового материала Слайд 7
На протяжении нескольких тысячелетий человеческий ум
волновал вопрос: «Из чего сделан мир?». С тех пор как древние греки все
существующее пытались свести к четырем «стихиям» (вода, воздух, земля, и
огонь), немало различных картин мира сменили друг друга. Однако, вера в то, что
физический мир можно построить путем из небольшого числа некоторых первичных
сущностей, или «элементов», никогда не покидали людей… И, как известно, уже в V
в. до н.э. Демокрит пришел к выод о существовании атома. «Из маленьких атомов
мира творенье, из атомов – букв состоят сочинения».
Сегодня мы продолжаем работать над изучением строение атома
и объектом нашего изучения станет атомное ядро.
Остановимся на составе атомного ядра: Слайд 8-10
Оказалось, что даже
такой микрообъект, как ядро, тоже состоит из более мелких частиц — протонов и
нейтронов. Общее название протона и нейтрона — Нуклон (от лат. Nucleus
— ядро). Основное отличие между ними заключается в том, что протон обладает
положительным электрическим зарядом, по модулю равным заряду электрона, а
нейрон электрически нейтрален. Слайд 11
Общее число нуклонов в ядре
называется массовым числом и обозначается буквой А. Так, например, для азота
массовое число А = 14, для железа А = 56, для урана А = 235. Слайд 12
Понятно, что массовое число А численно
равно массе ядра m, выраженной в атомных единицах массы и округлённой до целых
чисел (поскольку масса каждого нуклона примерно равна 1 а. е. м.). Например,
для азота m ≈ 14 а. е. м., для железа m ≈ 56 а. е. м. и т. д.
Число протонов в ядре называется зарядовым
числом и обозначается буквой Z. Например, для азота зарядовое число Z = 7, для
железа Z = 26, для урана Z = 92 и т. д. Слайд 13
Заряд каждого протона равен
элементарному электрическому заряду. Поэтому зарядовое число Z численно равно
заряду ядра, выраженному в элементарных электрических зарядах. Для каждого
химического элемента зарядовое число равно атомному (порядковому) номеру в
таблице Д. И. Менделеева.
Ядро любого химического элемента в
общем виде обозначается так: (под X
подразумевается символ химического элемента).
Число нейтронов в ядре обычно
обозначают буквой N. Поскольку массовое число А представляет собой общее число
протонов и нейтронов в ядре, то можно записать: А = Z + N.
На основе протонно-нейтронной модели
строения атомных ядер было дано объяснение некоторым экспериментальным фактам,
открытым в первые два десятилетия XX в.
Так, в ходе изучения свойств
радиоактивных элементов было обнаружено, что у одного и того же химического
элемента встречаются атомы с различными по массе ядрами. Слайд 14
Одинаковый заряд ядер свидетельствует
о том, что они имеют один и тот же порядковый номер в таблице Д. И. Менделеева,
т. е. занимают в таблице одну и ту же клетку, одно и то же место. Отсюда и
произошло название всех разновидностей одного химического элемента: изотопы (от
греч. слов isos — одинаковый и topos — место).
Изотопы — это разновидности данного
химического элемента, различающиеся по массе атомных ядер.
Благодаря созданию
протонно-нейтронной модели ядра (т. е. примерно через два десятилетия после
открытия изотопов), удалось объяснить, почему атомные ядра с одним и тем же
зарядом обладают разными массами. Очевидно, ядра изотопов содержат одинаковое
число протонов, но различное число нейтронов.
Так, например, существует три изотопа
водорода: (протий), (дейтерий) и (тритий). Ядро изотопа вообще не имеет
нейтронов — оно представляет собой один протон. В состав ядра дейтерия входят
две частицы: протон и нейтрон. Ядро трития состоит из трёх частиц: одного
протона и двух нейтронов.
Гипотеза о том, что атомные ядра
состоят из протонов и нейтронов, подтверждалась многими экспериментальными
фактами.
Но возникал вопрос: почему ядра не
распадаются на отдельные нуклоны под действием сил электростатического
отталкивания между положительно заряженными протонами? Слайд 15
Расчёты показывают, что нуклоны не
могут удерживаться вместе за счёт сил притяжения гравитационной или магнитной
природы, поскольку эти силы существенно меньше электростатических.
В поисках ответа на вопрос об
устойчивости атомных ядер учёные предположили, что между всеми нуклонами в
ядрах действуют какие-то особые силы притяжения, которые значительно
превосходят электростатические силы отталкивания между протонами. Эти силы
назвали ядерными.
Гипотеза о существовании ядерных сил
оказалась правильной. Выяснилось также, что ядерные силы являются
короткодействующими: на расстоянии 10-15 м они примерно в 100 раз больше сил
электростатического взаимодействия, но уже на расстоянии 10-14 м они оказываются ничтожно малыми.
Другими словами, ядерные силы действуют на расстояниях, сравнимых с размерами
самих ядер.
Давайте подведем
итог тому, что мы сегодня узнали виде ответов на вопросы: Слайд 16
1.
Как называются протоны и нейтроны вместе?
2. Что называется массовым числом? Что можно сказать о числовом значении
массы атома (в а. е. м.) и его массовом числе?
3. Что можно сказать о зарядовом числе, заряде ядра (выраженном в
элементарных электрических зарядах) и порядковом номере в таблице Д. И.
Менделеева для любого химического элемента?
4. Как связаны между собой массовое число, зарядовое число и число
нейтронов в ядре?
5. Как в рамках протонно-нейтронной модели ядра объяснить существование
ядер с одинаковыми зарядами и различными массами?
6. Какой вопрос возникал в связи с гипотезой о том, что ядра атомов состоят
из протонов и нейтронов? Какое предположение пришлось сделать учёным для ответа
на этот вопрос?
7. Как называются силы притяжения между нуклонами в ядре и каковы их
характерные особенности?
Примерные ответы обучающихся:
1. Нуклоны, частицы.
2. Массовое
число А численно равно массе ядра m, выраженной в атомных единицах массы и
округлённой до целых чисел, поскольку масса каждого нуклона примерно равна 1 а.
е. м.
3. Число
протонов в ядре называется зарядовым числом и обозначается буквой Z. Для
каждого химического элемента зарядовое число равно атомному (порядковому)
номеру в таблице Д. И. Менделеева.
4.
А = Z + N.
5.
Ядра изотопов содержат одинаковое число протонов, но различное
число нейтронов.
6.
Учёные предположили, что между всеми нуклонами в ядрах действуют
какие-то особые силы притяжения, которые значительно превосходят
электростатические силы отталкивания между протонами.
7.
Эти силы назвали ядерными.
IV. Закрепление нового материала, самостоятельная
работа
Для закрепления нового материала предлагаю провести
небольшой тест по карточкам (Приложение 2)
А сейчас поменяйтесь тетрадями, и проверьте тест
своего соседа по следующему ключу и выставите оценку: Слайд 17
Ключ: 1. В. 2. А. 3. Г.
4. Б. 5. В. 6. А. 7. В. 8. Б. 9. А. 10.
Г. 11. А. 12. Б.
11-12 баллов – «5», 8-10 баллов –«4», 4-7 баллов –
«3», 3 и менее – «2».
Рефлексия
учебной деятельности на уроке (итог). Слайд 18
Подведем
итоги урока, сегодня со мной в диалоге участвовали …, они заслужили следующие
оценки …, а сейчас посмотрим на свою оценку за тест и попробуем каждый мысленно
продолжить предложение:
Я
узнал…
Я
научился…
Теперь
я могу…
Я
затруднялся…
Мне
понравилось…
V. Домашнее задание: Слайд 19
Выучить теоретический материал урока по пар.
102-105 (Б.Б. Буховцев, Г.Я. Мякишев. Физика 11, М:. «Просвещение», 2014)
Выполнить
упр.14, задания 1-3 на «3», задания 1-5 на «4», задания 4-8 на «5».
Формы контроля и оценки
результатов урока:
·
устный и письменный опрос
·
краткая самостоятельная работа
(тест) на взаимопроверку
Список использованной литературы:
- Блудов М.И. Беседы по физике. Ч. II. Учеб.
пособие для учащихся / Под ред. Л.В.Тарасова. - 3-е изд., переработ. - М.:
Просвещение, 1984
- Богданов К.Ю. Физик в гостях у биолога. -
М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986.
- Елькин В.И. Оригинальные уроки физики и
приёмы обучения / Сост. Э.М.Браверман. - М.: Школа-Пресс, 2001.
- Кабардин О.Ф., Орлов В.А. Физика. Тесты.
7-9 классы: Учебн.-метод. пособие. - 4-е изд., стереотип. - М.: Дрофа,
2000.
- Кабардин О.Ф. и др. Задания для итогового
контроля знаний по физике в 7-11 классах общеобразовательных учреждений:
Дидакт. материал / О.Ф.Кабардин, С.И.Кабардина, В.А.Орлов. - 2-е изд. -
М.: Просвещение 1995.
- Кабардин О.Ф., Кабардина С.И. Физика.
Лабораторные работы. 7-9 кл.: Учеб. пособие для общеобразоват. учреждений.
- М.: ООО "Издательство Астрель", ООО "Издательство
АСТ", 2005.
- Ланина И.Я. "100 игр по физике",
книга для учителя, Просвещение, Москва, 1995
- Малафеев Р.И. Творческие экспериментальные
задания по физике. 9-11 классы. - М.: Школьная Пресса, 2003.
9.
Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Н.Н. Сотский Физика:
Учебник для 10 кл.: общеобразоват. учреждений – 12-е изд. - М.: Просвещение,
2004.
10.
Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Физика: Учебник для 11
кл.: общеобразоват. учреждений – 12-е изд. - М.: Просвещение, 2004.
11. Пономарёв Л.И. "Под знаком кванта", Наука,
Москва, 1999
12. Родина Н.А. "Изучение физики атомного ядра",
Просвещение, Москва.
- Тихомирова С.А. Дидактические материалы по
физике: 7-11 кл. - М.: Школьная Пресса, 2003.
14. Решебник по физике за 11 класс (Касьянов В.А., 2002 год), №97 к главе «Физика атомного ядра. Основные
положения»: http://5terka.com/fizika-atomnogo-yadra-osnovnye-polozheniya.
15. Web-версия
учебного пособия Б.С. Ишханов, Э.И. Кэбин "Физика ядра и частиц. ХХ
век" М., Изд-во Московского университета. 2000. В Web-версии учтены
современные ядерные данные. Публикацию подготовил Э.Кэбин: http://nuclphys.sinp.msu.ru/introduction/index.html.
- Web-версия учебного пособия Б.С.
Ишханов, Э.И. Кэбин "Физика ядра и частиц. ХХ век" М., Изд-во
Московского университета. 2000. Свойства атомных ядер:
http://nuclphys.sinp.msu.ru/mfk16/mfk16-02.htm.
Приложение 1
Оформление классной доски
Тема урока. Строение атомного ядра. Изотопы.
Дата проведения. 14.06.2016г.
Цель урока. Изучить
строение атомного ядра, сформировать понятие о нуклонах, изотопах химических
элементов, ознакомить обучающихся с силами ядерного взаимодействия.
Основные термины, понятия. Атомное ядро, протоны,
нейтроны, нуклоны, изотопы, делимость атома, силы ядерного взаимодействия.
План урока:
- Повторение ранее изученного материала
- Физический диктант
- Новый материал
- Самостоятельная работа, взаимопроверка с/р
- Домашнее задание
Вывешена таблица Менделеева
Приложение 2
Тест на закрепление
нового материала
1. Чему равен заряд ядра?
А Заряду
атома
Б Заряду
электрона
В Заряду
всех электронов
Г Не имеет заряда
2. Как заряжены протоны?
А Положительно
Б Отрицательно
В Не имеют заряда
Г Зависит
от вида атома
3. В состав ядра входят:
А Протоны
Б Нейтроны
В Протоны
и электроны
Г Протоны
и нейтроны
4. Какими силами удерживаются в ядре протоны и
нейтроны?
А Гравитационными
Б Ядерными
В Электрическими
5. Расстояния, на которых действуют ядерные силы:
А Больше
размера ядра
Б Гораздо
меньше размера ядра
В Сравнимы
с размером ядра
6. Число нуклонов в ядре 94Ве Равно:
А 9
Б 4
В 5
Г 13
7. Число нейтронов в ядре ®Ве Равно:
А 9
Б 4
В 5
Г 13
8. Число протонов в ядре 94Ве Равно:
А 9
Б 4
В 5
Г 13
9. Масса протона примерно равна массе:
А Электрона
Б Нейтрона
В 100
г
Г 1 а.
е. м.
10. Масса нуклона примерно равна:
А Электрона
Б Нейтрона
В 100 г Г 1 а. е. м.
11. Число протонов в ядрах изотопов:
А Одинаково
Б Различно
12. Число нейтронов в ядрах изотопов:
А Одинаково
Б Различно
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.