Урок "Деление ядер урана"

Урок «Деление ядер урана»

Цели урока:

Образовательные: осуществить повторение и систематизацию знаний в ходе фронтальной работы с помощью дидактической игры «Кроссворд»; закрепить знания учащихся в процессе решения качественных  и расчетных задач; ввести понятие о реакции деления ядер  как физическом явлении; сформировать представления о механизме деления ядер.

Развивающие: содействовать развитию речи, мышления, познавательных и общетрудовых умений; содействовать овладению методами научного исследования: анализа и синтеза.

Воспитательные: формировать добросовестное отношение к учебному труду, положительной мотивации к учению, коммуникативных умений; способствовать воспитанию гуманности, дисциплинированности, эстетического восприятия мира.

Ход урока

I. Организационный момент

Здравствуйте ребята. Садитесь. Сегодня на уроке мы с вами повторим основные вопросы о строении ядра, ядерных силах и рассмотрим, как происходит деление ядер.  

Я попрошу от вас внимания, внимания и еще раз внимания. А так же я желаю всем удачи и продуктивной работы.  Всем получить только отличные и хорошие оценки, и узнать много нового.

 Готовы? Прекрасно! Тогда давайте приступим к работе.

II. Актуализация знаний

1. Кроссворд

1.  Способность атомов нескольких химических элементов к самопроизвольному излучению называется радиоактивностью

2.  Ядерные силы – это силы притяжения.

3.  Назовите химический элемент, в атомном ядре которого содержатся нуклоны: 7p + 7 n. Азот

4.  a- частица – это поток ядер гелия 

5.  b - частица – это поток электронов

6.  g - частица – это g - кванты или фотоны

7.  Протоны и нейтроны – это … нуклоны

8. Ядром,  какого элемента является протон?  водород

9. Какая часть атома претерпевает изменения при радиоактивном распаде? Ядро

Какой ученый предложил истинную модель атома Резерфорд.

В чем сущность этой модели? В центре находится ядро вокруг которого  движутся электроны.

Из каких частиц состоит ядро?  Протонов и нейтронов

Откройте, пожалуйста, тетради, запишите число, классная работа.

Сейчас мы с вами решим несколько задач на повторение пройденного материала.

Задача 1. Каким элементам принадлежат следующие ядра:

   ответ бор В,   неон  Ne

Задача  2. Назовите химический элемент, в атомном ядре, которого содержатся нуклоны: 

а)  8p + 8 n         кислород

б) 26 p + 30 n.    железо

? В ядре находятся протоны и нейтроны. Что это за частицы по электрическому знаку?

Протоны   «+» заряженные, нейтроны    « - » заряженные.

? Две положительно заряженные частицы должны отталкивается и, следовательно, ядро должно развалиться, а почему ядра существуют.

  Внутри ядра действуют ядерные силы.   

? Вспомните свойства ядерных сил?

1. являются только силами притяжения,

2. во много раз больше кулоновских сил,

3. независимы от наличия заряда

4. взаимодействуют с ограниченным числом нуклонов.

5. они короткодействующие: заметны на r ≈ 2,2 × 10 ^-15 м.

? Раз ядерные силы такие большие, следовательно, чтобы разбить ядро на отдельные нуклоны необходимо произвести работу по преодолению ядерных сил, т.е. сообщить ядру определенную энергию.

Эта энергия называется  - энергия связи.

Как определить энергию связи   

∆E = ∆m×c²

∆m = (Z×m_p+N×m_n) - M_я

Материал прошлой темы мы с вами повторили. Сейчас проведем физминутку, а затем приступим к изучению нового материала.

III. Физминутка

Запишите тему урока «Деление ядер урана»

IV. Изучение нового материала

I. Объяснение нового материала (технология РКМЧП развития критического мышления через чтение и письмо)

1. Стадия  вызова

а) рассмотрите модель деления урана.

б) обсудите увиденное в парах.

2. Стадия  осмысления

Самостоятельно изучите § 66 «Деление ядер урана».

Применяя метод активного чтения: справа карандашом отмечаем значками «+» - я это знал до прочтения текста; «V» - абсолютно новая информация;  «?» - это мне непонятно.

3. Стадия рефлексии.

Учащиеся структурируют новую информацию. Отвечая на вопросы темы

1.     Почему деление ядра может начаться только тогда, когда оно деформируется под действием поглощенного им нейтрона?

2.     Что образуется в результате деления ядра?

3.     В какую энергию переходит часть внутренней энергии ядро при его делении?

В 1939г. - было открыто деление ядер урана при бомбардировке их  нейтронами учеными Отто Ганом и Фрицем Шрассманом.

1. Атом урана, поглотив нейтрон, возбуждается, деформируется  (ядро вытягивается, ядерные силы ослабевают при увеличении расстояний между нуклонами) и разрывается на две части с излучением при этом 2-3 нейтронов.

Поглощая нейтрон, ядро урана получает необходимую энергию для преодоления ядерных сил притяжения между нуклонами, при этом  внутренняя энергия ядра увеличивается.
При распаде ядра часть внутренней энергии переходит в кинетическую  энергию осколков, а затем за счет торможения их во внутреннюю энергию окружающей среды.
Реакция деления ядер урана идет с преобладающим выделением энергии в окружающую среду.

? Что произойдет, если ядер урана, которые делятся, будет очень много.

Взрыв.

Архивные кадры первого атомного испытания в СССР. Взрыв атомной бомбы в районе города Семипалатинска 29 августа 1949 года был.

На следующем уроке мы с вами выясним,  как атомную энергию можно поставить на службу человеку.

V. Лабораторная  работа № 7 «Изучение деления ядра атома урана по фотографии треков»

Цель работы: убедиться в справедливости закона сохранения импульса на примере деления ядер урана.

Пользуясь законом сохранения импульса, объясните, почему осколки, образовавшиеся при делении ядра атома урана, разлетелись в противоположных направлениях.

Задание 1. Ядро урана при захвате нейтрона разделяется примерно на две равные части, которые называются осколками деления,

При этом осколки разлетаются в противоположные стороны. Это можно объяснить на основе закона сохранения импульса. Импульс ядра урана до захвата нейтрона практически равна нулю. При захвате нейтрона ядро, получает от него некоторый импульс, раскалывается на две разлетающихся части массами m₁  и  m_{2 .} Если записать ЗСИ

0 = m₁ ϑ₁ + m₂ ϑ₂

то сразу видно, что скорости образовавшихся осколков противоположно направлены друг другу, и, следовательно, частицы разлетаются в противоположные стороны.

VI. Домашнее задание:  § 66;    задачи: №1264, 1274, 1280

* подготовить сообщение «Использование атомной энергии в мирных целях»

VII. Рефлексия. Что ж, наш урок подходит  к завершению. В той атмосфере и обстановке, в которой мы сегодня работали, каждый из вас чувствовал себя по-разному.

И сейчас мне бы хотелось, чтобы вы оценили, насколько внутренне комфортно ощущал себя сегодня.

Если вы чувствовали себя комфортно, вам понравились задания, их интересно было выполнять, вам понятно домашнее задание закройте глаза, если нет, то глаза оставьте открытыми. Раз, два, три. Спасибо, откройте глаза.

VIII. Выполнение самостоятельной работы.

«Строение атома и атомного ядра»

I вариант

 1. Явление радиоактивности, открытое Беккерелем, свидетельствует о том, что…

     А. все вещества состоят из неделимых частиц – атомов;

     Б. в состав атома входят электроны;

     В. атом имеет сложную структуру;

     Г. это явление характерно только для урана.

 2. В состав атома входят следующие частицы:

     А. Только протоны;      Б. Нуклоны и электроны;        В. Протоны и нейтроны;

     Г. Нейтроны и электроны.

 3. Чему равно массовое число ядра атома марганца Мn ?

     А. 25;                           Б. 80;                          В. 30;                           Г. 55.

 4. Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Между какими парами частиц

     внутри ядра действуют ядерные силы ?

     А. Протон – протон;           Б. Протон – нейтрон;           В. Нейтрон – нейтрон;

     Г. Во всех парах А – В.

5.  В ядре атома кальция Са содержится…

      А. 20 нейтронов и 40 протонов;               Б. 40 нейтронов и 20 электронов;

      В. 20 протонов и 40 электронов;              Г. 20 протонов и 20 нейтронов.

6. Определить второй продукт Х в ядерной реакции:  Al + n → Na + X.

      А. Альфа – частица;          Б. Нейтрон;          В. Протон;           Г. Электрон.

Дополнительное задание.

7. Рассчитать ∆m (дефект масс) ядра атома Li ( в а.е.м.).

      m_p= 1,00728;       m_n = 1,00866;    M_я = 7,01601.

      А. ∆m ≈ 0,04;            Б. ∆m ≈ − 0,04;            В. ∆m = 0;            Г. ∆m ≈ 0,2.

8. При  альфа – распаде атомных ядер…

      А. Масса ядра остается практически неизменной, поэтому массовое число

           сохраняется, а заряд увеличивается на единицу;

      Б. Массовое число увеличивается на 4, заряд остается неизменным;

      В. Массовое число уменьшается на 4, а заряд увеличивается на 2;

      Г. Массовое число уменьшается на 4, заряд также уменьшается на 2.

9. Выделяется или поглощается энергия в ядерной реакции Li +H → He +He ?

      Массы ядер и частиц в а.е.м. соответственно равны: m(Li ) = 6,01513,  

      m(H ) = 1,00728,  m(He ) = 4,00260,  m(He ) = 3,01602.

      А. Поглощается, т.к. ∆m < 0 ;                Б. Выделяется, т.к. ∆m < 0;

      В. Выделяется, т.к. ∆m > 0;                    Г. Поглощается, т.к. ∆m > 0.

10. При бомбардировке изотопа В нейтронами из образовавшегося ядра

      выбрасывается альфа – частица. Пользуясь законами массового числа и заряда,

      а также периодической системой элементов, запишите ядерную реакцию.

IХ. Итог урока

Решать загадки можно вечно.

Вселенная ведь бесконечна.

Спасибо всем нам за урок,

А главное, чтоб был он впрок!