Технологическая карта урока "Энергия связи атомных ядер"

Технологическая карта урока по физике в  11 классе по теме:

« Энергия связи атомных ядер. Ядерные реакции».

O     Цель урока: ознакомить учащихся с понятием энергии связи атомных ядер, дефект масс, удельная энергия; сформировать умение определять состав ядра, энергию связи ядер, удельную энергию, решать логические задачи по данной теме.

Задачи учебного занятия – достижение образовательных результатов:

Предметный результат - развитие умений обучающийся узнать о составе ядра, энергии связи ядер, удельной энергии, раскрывать     характерные, существенные выводы  с помощью диаграммы энергии связи атомных ядер  о выходе энергии в химических процессах процессах превращения ядер, обучающийся научится находить дефект масс, энергию связи, удельную энергию  по формулам.

Использовать видео сюжеты при применение данного материала во время войны.

Личностный результат- обучающийся получит возможность для формирования устойчивой учебно – познавательной мотивации, готовности к самообразованию, воспитание у школьников основ развития ядерной физики, уважительного отношения учащихся к истории нашей страны, формирование положительных мотивов обучения, осознание потребности в экологических знаниях.

Метапредметный результат

Познавательные- обучающийся научится самостоятельно ставить цели   давать определения понятиям;  получит возможность научиться решать задачи на нахождение дефекта масс и энергии связи; анализировать , обобщать и делать выводы.

Регулятивные: соотносить свои действия с планируемым результатами;  отработка у обучающихся навыков определения состава ядра, энергии связи ядер, удельной энергии, решение  логических задач по данной теме, развитие умения выделять главную информацию и аргументировать свою точку зрения.

коммуникативные:  обучающийся научится полно и точно выражать свои мысли; с помощью вопросов добывать недостающую информацию; слышать, слушать, организовывать и планировать учебное взаимопонимание с преподавателем и сверстниками, выполнять совместную работу.

Тип урока –комбинированный

·         Словесные (вступительное слово преподавателя, фронтальная беседа)

·         Наглядные ( опорный конспект, компьютерная презентация, фрагмент видеоурока)

·         Практические (решение задач)

Оборудование: компьютер, проектор, наглядные пособия, экран, колонки.

Основные понятия: дефект масс, энергия связи, ядерные реакции.

-

Этапы урока	Дидактическая задача каждого этапа урока	Содержание этапа
		Деятельность учителя	Деятельность учащихся	ФОУД
Организационно – мотивационный этап урока. Стадия вызова.	Эмоциональный настрой на предстоящую работу	Здравствуйте ребята, садитесь. Мне приятно видеть Вас сегодня на уроке физики.    Настроимся на приятную, плодотворную работу.                                                                           Слайд 1 (Мультфильм)	Учащиеся выполняют действия	Фронтальная
Актуализация знаний. Сообщение новой темы. Постановка целей	Постановка учебной задачи.	Внимание на экран. -Что перед вами? Логическая цепочка, с помощью которой Вы назовете тему урока.  Слайд 2 -Итак, как будет звучать тема нашего урока? -Какую цель вы поставите перед собой на этот урок? Слайд 3 Учитель выдает опорный конспект. Обратить внимание, что находится у ребят на парте. ( ОК, периодическая таблица Менделеева, оценочная карта, задачи)	Слушают учителя  «Энергия связи атомного ядра. Ядерные реакции» Сформировать представление и нахождения  энергии связи атомного ядра, дефекта масс, определять состав ядра, решать логические задачи. Оценочная карта разбираются как заполнять.	Фронтальная
Процессуально – содержательный этап урока. Стадия познания.	Изучение нового материала	Учитель.  Атомные ядра при взаимодействиях испытывают превращения. Эти превращения сопровождаются выделением и поглощением энергии. Важнейшую роль в ядерной физике играет энергия связи ядра. Опр. Энергия связи ядра это энергия, которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные нуклоны.  Слайд 4 Учитель:     Атом наш не так уж прост,                    Чуть на шарик он похож, Что в ядре? Протон, нейтрон А вокруг кружит электрон! Нуклон  это ядерные частицы : протоны и нейтроны. Задача1. Определить нуклонный состав ядер , натрия , изотопа , железа . (Ученики отвечают устно) Слайд 5 Задача2 . На рисунке представлен фрагмент Периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Укажите число электронов в атоме бора В.   Изотоп  это элемент с одинаковым химическим составом (заряд атомных ядер одинаков), но массы различны. Все химические элементы имеют изотопы. Используя таблицу Менделеева решить задачу слайд 6 Задача3. . Назвать химический элемент, в атомном ядре которого содержится нуклонов:  а) 7р+7n   б) 51 р + 71 n    в) 101 р + 155 n слайд 7 Учитель: Нуклоны в  ядре прочно удерживаются ядерными силами. Для того , чтобы удалить нуклон из ядра , надо совершить большую работу, т.е. сообщить ядру значительную энергию. На основании закона сохранения энергии можно утверждать, что энергия связи равна той энергии, которая выделяется при образовании ядра из отдельных частиц. Рассчитать такую энергию можно применяя формулу Эйнштейна: E=m Слайд 8 Точные измерения масс ядер показывают, что масса покоя  ядра -  Mя всегда меньше  суммы масс покоя слагающих его протонов и нейтронов: Mя < Z· + N· Существует дефект масс  :  разность масс ΔΜ  = Z· + N·  – Mя Что происходит при образовании ядра из частиц    с   Есв и  ΔΜ? Куда девается  Есв и масса ΔΜ? Уменьшение  массы при образовании ядра из нуклонов  означает, что при этом уменьшается энергия этой системы нуклонов на значение энергии связи Есв.  Eсв=ΔΜ= ( Z· + N·  – Mя) · Слайд 9 Как велика эта энергия? Итак частицы в ядре связаны сильно?    Энергия связи определяется …. ?     Информация о свойствах ядер. Информация о свойствах ядер это зависимость удельной энергии от массового числа А. Удельной  энергией связи называют  энергию связи , приходящуюся на один нуклон ядра. На рисунке показана зависимость удельной энергии связи – Есв  от А – массового числа           Анализ диаграммы                                              слайд 10             1 ряд                                                                   Слайд 11 Задача 4. Прочитайте текст и вставьте на места пропусков  слова, числа из приведенного списка Из рисунка видно , что не считая самых легких ядер , удельная энергия связи постоянна  и равна __________    . Энергия связи частицы _____________с ядром в  атоме ________________, равная энергии ионизации, почти в  __________ раз меньше этого значения. Список слов и чисел:  8 Мэв/нуклон 5 Мэв/нуклон Тысяча Миллион Урана Водорода Протон Электрон                              2 ряд                                   слайд 12 Задача 5.    Кривая на рисунке имеет слабо выраженный __________.  Удельную энергию связи (8,6 Мэв/нуклон) имеют элементы с массовыми  числами ____________. Ядра этих элементов _______________ устойчивы. У тяжелых ядер удельная энергия связи _____________ за счет растущей с увеличением  Z кулоновской энергии отталкивания протонов. Кулоновские силы пытаются разорвать  ядро. Наиболее Наименее 20-30 50-60 Минимум Максимум Увеличивается Уменьшается Вопросы: Что называют энергий связи? Почему ядро железа более устойчиво чем ядро урана ? Проблемный вопрос: Почему ядро устойчиво (устойчивость ядер характеризует физическая величина, называемая удельной энергией связи), вывод формулы Еуд. = Е св./А	1)4     2) 23   3) 6      4)  54 . Ответ:   5 Ответ:   а) N-азот   б)  Sb -сурьма   в)   Md  -менделевий Ответ: При образовании ядра из частиц   Есв и  ΔΜ за счет действия ядерных сил на малых расстояниях устремляются друг к другу. даОтв. при образование 4 г гелия выделяется такая же энергия , что  и сгорании 2 вагонов угля. Ответ ученика:   Да (по дефекту масс) ответ:  1 8 6 4 Ответ: 6 4 1 8 Энергия связи ядра это энергия , которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные нуклоны. Удельной  энергией связи железа больше урана.
Физкультминутка	Снятие напряжения	Гимнастика для глаз              слайд 13
Формирование новых знаний	Создание условий для совместного открытия новых знаний, соотнесения уже имеющихся знаний с новыми.	-  Алгоритм решения задач на расчет энергии связи атомного ядра.                                     Задача 6                             слайд 14,15 шаг алгоритм Образец выполнения   Внимательно прочитайте текст задачи Найдите энергию и удельную энергию связи ядра атома    Запишите в « Дано»  буквенное обозначение  и числовое значение известных по тексту физических величин Дано: ,  Мя= 11,009305 а.е.м. =931, 5МэВ/а.е.м  = 1, 00783 а.е.м   = 1,00866 а.е.м.   Под горизонтально чертой запишите буквенное обозначение неизвестной величины со знаком « =» и «?» Есв -? Е уд.св. - ?   По формуле N=А-Z найдите количество  протонов Z и нейтронов N в ядре атома Z= 5, N=11-5 = 6   Запишите формулу энергии связи атомного ядра Eсв= ( Z· + N·  – Mя) ·   Подставьте числовые значения физических величин с их единицами , проведите расчет с единицами Eсв = (5*1, 00783 а.е.м + 6*1,00866 а.е.м. - 11,009305 а.е.м.) *931, 5МэВ/а.е.м= 0,081805а.е.м*931, 5МэВ/а.е.м = =76,201 МэВ   Воспользуйтесь дополнительной формулой для расчета удельной энергии связи атомного ядра Еуд.св.=   Подставьте числовые значения физических величин вместе с их единицами , проведите расчет с единицами. Еуд.св. 6,9274 МэВ/нуклон   Запишите ответ Ответ: 76,201 МэВ,  6,9274 МэВ/нуклон Учитель. А теперь проверим самостоятельное задание. Атомные ядра при взаимодействии испытывают превращения Эти превращения сопровождаются увеличением или уменьшением кинетической энергии участвующих  них частиц. Опр.  Изменение атомных ядер при взаимодействии их с элементарными частицами или друг с другом называю ядерными реакциями. Слайд.18 Ядерные реакции происходят, когда частицы вплотную приближаются к ядру  и попадают в сферу действия ядерных сил. Что произойдет с ядром,  зависит от энергии от энергии налетающей частицы и энергии связи нуклонов:  частица может быть захвачена ядром атома и вызвать ядерную реакцию, может расщепить ядро на фрагменты, может отлететь от ядра при упругом ударе.   Эта энергия сообщается : Ускорителями С помощью ядерных реакций.   Превращение ядер сопровождается изменением их внутренней энергии.  В первой реакции удельная энергия связи в ядрах гелия больше удельной энергии связи в ядре лития. Поэтому часть внутренней энергии ядра лития превращается в кинетическую энергию разлетающихся  α частиц. В соответствии с законом сохранения энергии изменение кинетической энергии в  процессе ядерной реакции равно изменению энергии покоя участвующих в реакции ядер и частиц. Энергетическим выходом ядерной реакции называется разность энергий покоя ядер и  частиц до реакции и после реакции. Если кинетическая энергия ядер и частиц после реакции больше, чем до реакции то энергия выделяется. ( +) Если кинетическая энергия ядер и частиц после реакции меньше , чем до реакции то энергия поглощается. ( -) Слайд 19 Задача № 7 Одной из наиболее известных реакций является реакция слияния дейтерия и трития:  +   + . Какая энергия выделяется в этой реакции? Энергия связи дейтерия 2,228МэВ, трития 8,483 МэВ, гелия 28,294 МэВ. Решение.  Данной реакции затрачивается энергия связи частиц дейтерия  и  трития, после чего образуется ядро гелия и нейтрон с выделением энергии. Энергетический выход Е = 28, 294  МэВ – (2,228МэВ + 8,483 МэВ) = 17, 583 МэВ. Ответ:17, 583 МэВ                       Слайд 20 Выделяющаяся при ядерных реакциях энергия может быть огромной.        Ученые нашли применение данной энергии. Ее стали использовать  в ядерных реакторах ( нашей стране первый ядерный реактор был запущен 25 декабря 1946 г). Неуправляемая цепная реакция осуществляется  атомной бомбе. Слайд 21 Атомные бомбы применили США в конце Второй мировой войны против Японии. В 1945 г были сброшены атомные бомбы на японские города Хиросима и Нагасаки. (Видео ) Слайд 22	Решают задачи, обсуждают решение задачи, задают вопросы. (Проверка)
Стадия рефлексии	Рефлексия деятельности	Ребята, давайте проверим, что вы усвоили по сегодняшней теме,  я предлагаю вам : Подсчитать общее количество «+»  Критерии на  оценочных листах. Слайд 23	Подсчитывают.
Итог урока		Слайд 24 Ребята, какую цель сегодня на уроке мы ставили?     O     Ознакомились с понятием энергии связи атомных ядер, дефект масс, удельная энергия; O     сформировать умение определять состав ядра, энергию связи ядер, удельную энергию, решать логические задачи по данной теме.) Как вы думаете, мы справились с этой задачей? -То есть цель урока достигнута? Продолжите фразу: - Сегодня на уроке я узнал…. - Теперь я могу… - Было интересно…. - Знания, полученные сегодня на уроке пригодятся….. Слайд 25	Отвечают на вопросы Осуществляют рефлексию деятельности на уроке. Да. Да. Продолжают предложенные фразы Аплодисменты друг другу.

• 1 слайд

  Энергия связи атомной энергии. Ядерные реакции.
  Z – число протонов
  N –число нейтронов
  A – массовое число
  E=m 𝐶 2
  N=А-Z
  Энергия сязи
  Eсв= ( Z· 𝑚 𝑝 + N· 𝑚 𝑛 – Mя) · 𝐶 2
  Дефект масс
  ΔΜ = Z· 𝑚 𝑝 + N· 𝑚 𝑛 – Mя
  𝐶 2 =931, 5 МэВ/а.е.м
  𝑚 𝑝 = 1, 00783 а.е.м
  𝑚 𝑛 = 1,00866 а.е.м.
  𝑍 А Х
  А = Z+ N
  Состав атома
  P – протон
  n – нейтрон
  e - электрон
  1 1 Р
  2 4 𝛼
  0 1 𝑛
  −1 0 𝑒
  Нуклон это ядерные частицы : протоны и нейтроны.
  Изотоп это элемент с одинаковым химическим составом (заряд атомных ядер одинаков), но массы различны. Все химические элементы имеют изотопы.
  Еуд.св.= Есв А