Урок физики для 11 класса по теме: "Искусственное превращение атомных ядер. Открытие нейтрона"

.

Тема: Искусственное превращение атомных ядер. Открытие нейтрона.

  Цели урока:  Сформировать умения записывать ядерные реакции, определять неизвестный продукт реакции с использованием законов сохранения массового числа и заряда.

Задачи урока:

         1. ознакомить учащихся  с историей открытия нейтрона,  искусственными

             превращениями атомных ядер,  с ядерными реакциями;

  2.способствовать развитию мыслительных процессов, наблюдательности;

          3. воспитывать целеустремленность  к достижению успеха.

   Материально-техническое обеспечение урока:  плакат «К уроку», раздаточный материал, компьютер, экран, проектор

Ход урока

    1. Организационная часть 2-3 мин

        1. Проверка готовности группы к уроку

   2. Актуализация опорных знаний - 8 мин

        2.1. Целевая установка на урок

      2.2. Мотивация обучающихся

Эпиграфом к сегодняшнему уроку послужат слова:

                  «Блажен, кто явственно узрел

                   Хотя бы скорлупу природы».

Всего две строчки из стихотворения Гёте, а какой глубокий в них смысл!

 Действительно, у природы много тайн и загадок, раскрывает она их не охотно, поэтому каждая очередная разгадка – важный шаг человечества на путь к познанию мира. Сегодня мы узнаем еще очень важное открытие в физике, которое явилось толчком для дальнейшего развития ядерной физики. Но только в ядерной физике, но и в развитии всей цивилизации. Ибо это открытие дало  возможность посмотреть на мир  совершенно другими глазами. Прежде чем перейти к новой теме,  вспомним прошедший материал?

     2.3. Фронтальный опрос по пройденной теме

 1. Что называется радиоактивностью?

 2.Кто из ученых открыл явление радиоактивности?

 3. Имя женщины – ученой, ставшей Нобелевским лауреатом дважды.

                         4. Что называется периодом полураспада?

                         5. Что такое - частиц? Записать на доске.

А теперь запишем тему урока:

Искусственное превращение атомных ядер. Открытие нейтрона.

НА уроке мы должны научиться  записывать ядерные реакции,  определять неизвестный продукт реакции с использованием законов сохранения массового числа и заряда.

2.4. Сообщение темы и цели урока

2.5. Обобщение и переход к новой теме

Радиоактивность – это самопроизвольное превращение одних ядер в другие. Любой радиоактивный распад сопровождается излучением огромной энергии. А человечеству нужна энергия каждый день и в сию минуту. Ждать, когда произойдет радиоактивный распад мы не можем. 

3. Изучение новой темы – 20 минут

3.1. Впервые в истории человечества искусственное превращение ядер было осуществлено Резерфордом в 1919 году. Он осуществил мечту всех алхимиков. Ему удалось бомбардировать азот  α-частицами и получить ядро изотопа кислорода.

Ядро весьма устойчиво и ни высокие температуры, ни давления, ни электромагнитные поля не вызывают превращения элементов и не влияют на скорость радиоактивного распада.

Резерфорд предположил, что для разрушения или преобразования ядра нужна очень большая энергия.. наиболее подходящими носителями большой энергии в то время и были α-частицы, вылетающие из ядер при радиоактивном распаде. Бомбардируя азот альфа частицами, испускаемыми радием, Резерфорд обнаружил появление протонов ₁р¹- ядер атома водорода ₁Н¹ . При этом ядро азота превращалось в ядро кислорода:

₇N¹⁴ +   ₂He⁴  =   ₈O¹⁷ + ₁H¹

Также были обнаружены превращения под влиянием a-частиц ядер фтора, натрия, алюминия и др. сопровождающие испусканием протонов.

Деятельность учащихся.

Фтор 9F19 + 2He4 =1H 1+  10Ne22

Натрий  11Na23 +2He4 =1H 1+12Mg26

Алюминий  13Аl27  + 2He4 =1H 1+ 14Si 30

    При ядерных реакциях выполняется несколько законов сохранения: импульса, энергии, момента импульса, заряда, атомной массы.

 Ядра тяжелых элементов не испытывали превращений. Очевидно, что их большой электрический заряд не позволял  a-частице приблизиться к ядру вплотную.

3.2. В 1932 году учеником Резерфорда Д.Чедвиком было сделано еще одно важное открытие в ядерной физике.

Работа с учебником.

    В 1932 году английским физиком Д.Чедвиком был открыт нейтрон. При бомбардировке бериллия появлялось какое-то сильно проникающее излучение, способное преодолеть свинцовую пластину в 10-20см толщиной. Эти частицы не ионизировали газ, они были электрически нейтральными. Новая частица была названа нейтроном. Она оказалась чуть больше массы протона – 1838,6 электронных масс вместо 1836,1 для протона. При попадании a-частиц происходит следующая реакция:

₄Be⁹+₂He⁴ = ₆ C¹²+₀ n¹ . 

Здесь ₀n¹ – нейтрон; заряд его равен нулю, а относительная масса – приблизительно равна единице.

    Деятельность учащихся.

№ 1270  , 1272(стр. 158)

№!270     ₅В¹¹    +  ₂He⁴ = ₀ n¹+ ₇N¹⁴           № 1272      ₉₉Еs²⁵³ +₂He⁴ = ₀ n¹+  ₁₀₁Md²⁵⁶

Открытие нейтронов было поворотным пунктом в исследовании ядерных реакций, так как нейтроны лишены заряда, и они беспрепятственно проникают в атомные ядра и вызывают их изменения. Об этом мы поговорим при изучении темы: Цепная ядерная реакция.

4. Первичное закрепление знаний и умений – 3 мин

1. Какое открытие сделал Резерфорд?  Осуществил искусственное превращение атомных ядер

2. Какое открытие сделал Д.Чедвик?       Открыл нейтрон.

 3. Какими свойствами обладает нейтрон?

- нейтральная частица, в магнитном поле не отклоняется, масса больше протона, сильная проникающая способность.

4. Какие законы выполняются при ядерных реакциях?

Законы сохранения заряда, массового числа, импульса, момента импульса.

5. Формирование знаний и умений – 6 мин

Выполнить № 1271, 1273, 1274.

№ 1271.     ₅В¹⁰ + ₀ n¹  ₂He⁴ + ₃Li⁷

   № 1273       ₉₄Рu²⁴² +  ₁₀Ne²²    ₁₀₄Ku²⁴⁰ + 4

    № 1274       Ответ:  ₁₁Na²⁴  , ₁₂ Mg²⁵,    ₁Н², ₁H ¹

 6. Обобщающее повторение – 2 мин  

     Что такое ядерная реакция? Что такое радиоактивный распад?

Что общего и в чем различие ядерной реакции и радиоактивного распада?

Общим признаком ядерной реакции и радиоактивного распада является превращение одного атомного ядра в другое.

Но радиоактивный распад происходит самопроизвольно, без внешнего воздействия, а ядерная реакция вызывается воздействием бомбардирующей частицы. Этими частицами могут быть  протоны, нейтроны, электроны, a-частица, изотопы водорода дейтерий и тритий и другие элементарные частицы.

Записать:  Радиоактивный распад происходит самопроизвольно

                  Ядерная реакция вызывается воздействием бомбардирующей частицы.

Примеры ядерных реакций

7. Домашнее задание – 2 мин

      1.Заполнить таблицу

Частица	Обозначение	Заряд	Масса (а.е.м)	Масса (кг)
протон
нейтрон

2. Допишите ядерные реакции:

        1_{.      4}Be⁹ + ₁H ¹→  ₅B¹⁰ + ?          

      2_{.     7}N¹⁴ + ? →  ₆C¹⁴ + ₁p¹                 

     3.    ₁₃Al²⁷ + ₂He⁴ →  ₁₅P³⁰ + ?

     4.   ? +  ₂He⁴ →  ₁₄Si³⁰ + ₁p¹         

  8. Подведение итога урока – 2 мин

                 8.1. Анализ работы учащихся на уроке

             8.2. Объявление оценок

Литература к уроку:

1.Мякишев Г.Я. Физика. 10 класс: учеб. для общеобразовательных учреждений. М.: Просвещение , 2008.

2. А.П.Рымкевич.  Сборник задач по физике. М.Просвещение 1987 г.

3.Интернет- ресурсы

         festival.1september.ru/articles

         www.isaklysoh.narod.ru/ivanova.

         nsportal.ru/shkola/fizika/library

Домашнее задание

      1.Заполнить таблицу

Частица	Обозначение	Заряд	Масса (а.е.м)	Масса (кг)
протон	1p1          1H1	1	1,00728 а.е.м.	1,6726 кг
нейтрон	0 n1 0 n1	0	1,00866 а.е.м.	1,6749кг

2. Допишите ядерные реакции:

        1_{.      4}Be⁹ + ₁H ¹→  ₅B¹⁰ + ?        Ответ: - излучение

     2_{.     7}N¹⁴ + ? →  ₆C¹⁴ + ₁p¹             Ответ:  нейтрон ₀ n¹

    3.  ₁₃Al²⁷ + ₂He⁴ →  ₁₅P³⁰ + ?  (1934 г. Ирен Кюри и Фредерик Жолио-Кюри получили радиоактивный изотоп фосфора)    Ответ: нейтрон ₀ n¹

    4. ? +  ₂He⁴ →  ₁₄Si³⁰ + ₁p¹          Ответ: Алюминий  ₁₃Аl²⁷

Домашнее задание

      1.Заполнить таблицу

Частица	Обозначение	Заряд	Масса (а.е.м)	Масса (кг)
протон
нейтрон

2. Допишите ядерные реакции:

        1_{.      4}Be⁹ + ₁H ¹→  ₅B¹⁰ +  ?          

      2_{.     7}N¹⁴ +  ? →  ₆C¹⁴ + ₁p¹                 

     3.    ₁₃Al²⁷ + ₂He⁴ →  ₁₅P³⁰ + ?

     4.   ? +  ₂He⁴ →  ₁₄Si³⁰ + ₁p¹         

Домашнее задание

      1.Заполнить таблицу

Частица	Обозначение	Заряд	Масса (а.е.м.)	Масса (кг)
протон
нейтрон

2. Допишите ядерные реакции:

        1_{.      4}Be⁹ + ₁H ¹→  ₅B¹⁰ +  ?          

      2_{.     7}N¹⁴ +  ? →  ₆C¹⁴ + ₁p¹                 

     3.   ₁₃Al²⁷ + ₂He⁴ →  ₁₅P³⁰ +  ?

      4.  ? +  ₂He⁴ →  ₁₄Si³⁰ + ₁p¹         

Домашнее задание

      1.Заполнить таблицу

Частица	Обозначение	Заряд	Масса (а.е.м)	Масса (кг)
протон
нейтрон

2. Допишите ядерные реакции:

        1_{.      4}Be⁹ + ₁H ¹→  ₅B¹⁰ +  ?          

     2_{.     7}N¹⁴ +  ? →  ₆C¹⁴ + ₁p¹                 

     3.  ₁₃Al²⁷ + ₂He⁴ →  ₁₅P³⁰ +  ?

     4. ? +  ₂He⁴ →  ₁₄Si³⁰ + ₁p¹         

Краткое описание документа:

Тема: Искусственное превращение атомных ядер. Открытие нейтрона.

  Цели урока:  Сформировать умения записывать ядерные реакции, определять неизвестный продукт реакции с использованием законов сохранения массового числа и заряда.

Задачи урока:

         1. ознакомить учащихся  с историей открытия нейтрона,  искусственными

             превращениями атомных ядер,  с ядерными реакциями;

  2.способствовать развитию мыслительных процессов, наблюдательности;

          3. воспитывать целеустремленность  к достижению успеха.

   Материально-техническое обеспечение урока:  плакат «К уроку», раздаточный материал, компьютер, экран, проектор