Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Физика / Презентации / Урок по теме Состав атомного ядра. Изотопы. Ядерные силы

Урок по теме Состав атомного ядра. Изотопы. Ядерные силы


  • Физика

Документы в архиве:

Название документа Конспект урока по теме Состав атомного ядра. Изотопы. Ядерные силы.docx

Поделитесь материалом с коллегами:

Состав атомного ядра. Изотопы. Ядерные силы

Цели урока: сформировать представление о протонно-нейтронной модели ядра и новом виде взаимодействия – ядерном; сравнить элементарные частицы – протон и нейтрон; ввести понятия «зарядовое число», «массовое число», «нуклоны», «изотопы», «атомная единица массы»; сравнить ядерные силы с гравитационными и электромагнитными; научить определять состав атома.

Задание: Составить конспект урока, где отразить:

  1. новые понятия;

  2. новые обозначения;

  3. новые формулы;

  4. фамилии ученых, которые внесли вклад в изучение ядерной физики;

  5. основные даты и события.

Слайд № 1

Хочу начать сегодняшний урок со слов поэта Степана Щипачева. У него есть замечательное стихотворение, которое называется «Читая Менделеева».

Другого ничего в природе нет…

Ни здесь, ни там - в космических глубинах.

Все — от песчинок малых до планет —

Из элементов состоит единых.

Как вы думаете, о каких элементах говорил поэт в этом стихотворении?

Атомы и молекулы

Что же такое атом?

А́том (от др.-греч. — неделимый) — наименьшая частица химического элемента, являющаяся носителем его свойств.

Какова структура атома?

Слайд № 2

Атом состоит из ядра и электронов (отрицательно заряженные электроны обращаются вокруг ядра по круговым орбитам на расстояниях примерно 10-10м; размеры ядра очень малы 10-14-10-15м, но в нём заключена практически вся масса атома (~99,4%)).

Кем и когда была предложена данная модель?

Слайд № 3

Эрнестом Резерфордом в 1911 году

Слайд № 4

Сегодня мы с вами поговорим о сердцевине материи, о том, в чем расположена почти вся масса вещества. Как вы думаете, какова тема сегодняшнего урока.

Состав атомного ядра

Когда вы занимались химией то, сколько слов было сказано о свойствах вещества. А это ведь были свойства электронных оболочек. Как эти оболочки перекрываются друг с другом, как атомы и молекулы взаимодействуют.

А внутри этих атомных оболочек, под их покровом, в маленьких, маленьких ядрышках, покоилась почти вся масса окружающего мира.

Если попробовать по аналогии провести сравнение с чем-нибудь «вкусненьким», как это было сделано с моделью Томсона. То атом по Резерфорду – это вспененные сливки, а внутри плотный шоколадный шарик.

Когда мы разговариваем о химии, мы игнорируем понятие ядра. А ведь это очень мощная вещь. Судите сами масса протона или нейтрона почти в 2000 раз больше массы электрона.

Как же научный мир узнал о существовании этих массивных частиц? Удивительная история случилась в самом начале 20 века.

Слайд № 5

ФРАГМЕНТ 1

Слайд № 6

Запись обозначений протона и его характеристик.

Для удобства измерения в физике введена атомная единица массы (а. е. м.), примерно равная массе одного нуклона: 1 а. е. м. = 1,6605·10–27 кг.

Слайд № 7

Тем не менее, очень скоро стало ясно, что ядра не состоят только из протонов. Дело в том, что это противоречило опытным данным.

ФРАГМЕНТ 2

Слайд № 8

В 1930 году Вальтер Боте и его студент Герберт Беккер обнаружили, что при бомбардировке альфа частицами ядра атома бериллия, из ядра исходит какое-то неизвестное излучение. Сначала было выдвинуто предположение о том, что это гамма лучи, поскольку они имели высокую проникающую способность, и не отклонялись в электромагнитных полях. Однако от этой идеи пришлось отказаться. Поскольку данное излучение обладало слишком большой энергией для гамма-лучей.

Слайд № 9

В 1932 году изучением нового излучения занялся ученик Резерфорда Джеймс Чедвик.

ФРАГМЕНТ 3

Слайд № 10

Запись обозначений нейтрона и его характеристики.

Слайд № 11

Давайте повторим, из чего состоит ядро атома. Дополните схему «Строение атома»

Слайд № 12

Практически сразу после открытия нейтрона физиками Дмитрием Иваненко, Евгением Никитичем Гапоном, Вернером Гейзенбергом и Этторе Майораном была предложена протонно-нейтронная модель ядра. Работая, независимо друг от друга они пришли к выводу, что ядра атомов всех элементов состоят из двух видов частиц протонов и нейтронов. Эти частицы стали называть нуклонами.

Слайд № 13

Как же определить состав ядра любого химического элемента?

Общее число нуклонов в ядре называется массовым числом, поскольку это число определяет массу ядра. Обозначают массовое число буквой А (округленная до целого числа атомная масса элемента)

Число протонов в ядре называется зарядовым числом, поскольку это число определяет заряд ядра. Зарядовое число обозначается буквой Z (порядковый номер химического элемента в периодической системе Менделеева).

Нетрудно догадаться, что число нейтронов в ядре равно разности общего числа нуклонов и протонов N = A – Z.

И так в общем случае. Ядро любого химического элемента обозначается следующим образом

- обозначение ядра, где Х- обозначение химического элемента.

Слайд № 14

Для примера рассмотрим атом натрия.

Какой порядковый номер имеет натрий в таблице Менделеева? 11.

Это и есть зарядовое число.

Следовательно, сколько в ядре натрия содержится протонов? 11.

Атом в целом электрически нейтрален

Что мы можем сказать об электронах, содержащихся в атоме? 11.

Какова масса натрия в таблице Менделеева? 23.

Сколько нуклонов содержится в ядре натрия? 23.

Сколько из них нейтронов? 12.

Слайд № 15

Заполните таблицу

Слайд № 16

Если ядро состоит из целого числа нуклонов, то почему же атомная масса всех элементов не является целым числом?

Необходимо отметить, что существуют атомы, которые ничем не отличаются друг от друга по своим химическим свойствам, но обладают различным массовым числом.

Впервые на существование таких атомов обратил внимание Фредерик Содди, который работал вместе с Резерфордом. Содди предложил называть такие атомы изотопами. С помощью опытов было установлено, что изотопы одинаково вступают в химические реакции и образуют одинаковые соединения. Это говорило о том, что число электронов в электронных оболочках, а значит и заряд ядра, у изотопов одинаковы. Стало быть, в ядрах изотопов содержалось различное число нейтронов.

Слайд № 17

На сегодняшний день найдены изотопы всех химических элементов. Например, водород имеет три изотопа.

Ядро протия состоит только из одного протона. Это самый распространенный изотоп водорода. Ядро дейтерия включает в себя один протон и один нейтрон. Наконец, ядро трития содержит один протон и два нейтрона.

Другие химические элементы могут иметь значительно больше изотопов. Например, у урана их насчитывается 26. Наиболее распространенные – это уран 235 и уран 238. Поскольку зарядовое число у изотопов одинаково, следует упоминать только массовое число, чтобы понять о каком изотопе идет речь.

Так почему же в таблице Менделеева атомные массы – это дробные числа?

Атомная масса химического элемента является средневзвешенной атомной массой всех стабильных изотопов данного химического элемента с учётом их природной распространённости в земной коре и атмосфере. Именно эта атомная масса представлена в периодической таблице Д. И. Менделеева.

Например, водород имеет три изотопа с массовыми числами 1, 2 или 3. Но протий распространен гораздо больше. Его содержание в природе составляет почти 99, 9885%. Поэтому в таблице Д. И. Менделеева масса водород практически равна 1.

Слайд № 18

А теперь давайте зададимся важнейшим вопросом: Как же ядра многих изотопов остаются стабильными? Что удерживает нуклоны в ядре?

Чтобы ответить на поставленный вопрос вспомним ранее изученный материал.

Между всеми телами имеющими массу существует взаимное притяжение. Сила тяготения рассчитывается по закону всемирного тяготения.

Протоны, входящие в состав ядра обладают положительным зарядом, а значит, между ними возникает отталкивание, к тому же сила электрического отталкивания в 1039 раз больше чем сила гравитационного притяжения.

Только из этого факта можно сделать вывод, что между частицами входящими в состав ядра возникает взаимодействие еще более сильное, чем электрическое, иначе протоны, входящие в состав ядра разлетелись с огромной скоростью.

Слайд № 19

Силы, удерживающие нуклоны в ядре называются ядерные силы.

Нетрудно догадаться, что раз протоны не разлетаются в разные стороны, значит ядерные силы значительно мощнее, чем электростатические силы отталкивания. Силы электрического отталкивания приблизительно в 100 раз меньше ядерных.

Но ядерные силы действуют на очень малом расстоянии, то есть в пределах атомного ядра. Взаимодействие с помощью таких сил называется сильным или ядерным. Виды взаимодействий мы проходили с вами в начале этого учебного года.

Силы не являются центральными, то есть не действуют вдоль прямой, соединяющей частицы.

Кроме того, ядерные силы не зависят от величины заряда частиц, поскольку они действуют и на незаряженные частицы – нейтроны

Взаимодействуют с ограниченным числом нуклонов.

Слайд 20.

Закрепление материала

1. Составьте вопросы к кроссворду. 1 вариант – к словам расположенным по горизонтали, 2 вариант – к словам расположенным по вертикали.

1



3






4





2

и

в

а

н

е

н

к

о


н






з

5

ч

е

д

в

и

к


у



10

п

р

о

т

и

й




8


к


6




т



т




п


л


я




о


7

р

е

з

е

р

ф

о

р

д




п



о




о


н


р







н




т




о









9

с

о

д

д

и












н





Слайд 21.

2. Вопросы к уроку

1. Верно ли, что

  • число нейтронов в ядре всегда равно числу протонов

  • число электронов в атоме всегда равно числу протонов

  • число электронов в атоме всегда равно числу нейтронов

2. Верно ли, что

  • зарядовое число равно числу нейтронов в ядре

  • зарядовое число равно числу протонов в ядре

  • зарядовое число равно числу электронов в атоме

3. Верно ли, что

  • массовое число равно сумме масс протонов, содержащихся в ядре

  • массовое число равно сумме масс протонов и нейтронов, содержащихся в ядре

  • массовое число равно сумме масс протонов, нейтронов и электронов

Слайд 22.

3. Ответьте на вопросы.

В ядре атома железа содержится 56 частиц. Вокруг ядра движется 26 электронов. Какой состав имеет ядро атома железа?

2.

Чем отличаются атомы разных химических элементов?

3.

Число каких частиц в атоме не влияет на его химические свойства? Почему?

4.

Размер чего больше: протона или атома водорода? Во сколько раз?

5.

Какая из строчек таблицы правильно отражает структуру ядра ?


Слайд 23

Домашнее задание

1. Прочитайте § 23 стр. 104 и стр. 106 «Изотопы».

2. Составить и оформить в программе Word кроссворд или сканворд (минимум 10 слов) с использованием слов или фотографий по теме «Термины ядерной физики», «Ученые и их открытия».

3. Ответить на вопрос: сколько нуклонов, протонов и нейтронов содержится в ядрах следующих элементов:

8O16 3Li7 6C12 7N14 9F19 13Al27 92U235 82Pb207

Пример:

hello_html_m3a849aee.png

4. Чем отличаются следующие элементы

8О17 и 8О16 92U235 и 92U239

Слайд 24.

«Величайшим достижением человеческого гения является то, что человек может понять вещи, которые он уже не в силах вообразить».

Лев Давидович Ландау, Советский физик-теоретик, академик АН СССР, лауреат Нобелевской премии по физике (1962).

Название документа Презентация по теме Состав атомного ядра. Изотопы. Ядерные силы.pptx

Поделитесь материалом с коллегами:

Другого ничего в природе нет… Ни здесь, ни там - в космических глубинах. Все...
Строение атома 10-10м 10-14-10-15м В ядре сконцентрировано ≈99,96% всей массы...
Модель атома Резерфорда (1911 г.)
Состав атомного ядра. Ядерные силы
К – свинцовый контейнер с радиоактивным источником α-частиц, Ф – металлическа...
Дж. Чедвик Схема установки для обнаружения нейтронов масса нейтрона mn = 1,67...
Строение атома
Протонно - нейтронная модель строения атомного ядра. советские физики: Д. Д....
Состав ядра любого химического элемента
Алгоритм для определения в атоме количества электронов, протонов и нейтронов.
Заполните таблицу: Проверка: Название вещества Символ Массовое число, А Заряд...
Водород имеет изотопы: - обычный водород или протий (ядро – протон) – стабиле...
Протон: р, время жизни 10³¹ лет, mp = 1836,2me, qp = +e Нейтрон: n, время жиз...
Свойства ядерных сил: силы притяжения; во много раз больше кулоновских сил; к...
Составьте вопросы к кроссворду. 1 вариант - к словам расположенным по горизон...
Вопросы к уроку 1. Верно ли, что число нейтронов в ядре всегда равно числу пр...
Вопросы к уроку   p-числопротонов n-числонейтронов 1 48 68 2 48 20 3 20 48 4...
1. Прочитайте § 23 стр. 104 и стр. 106 «Изотопы». 2. Составить и оформить в п...
Величайшим достижением человеческого гения является то, что человек может пон...
1 из 24

Описание презентации по отдельным слайдам:

№ слайда 1 Другого ничего в природе нет… Ни здесь, ни там - в космических глубинах. Все
Описание слайда:

Другого ничего в природе нет… Ни здесь, ни там - в космических глубинах. Все — от песчинок малых до планет — Из элементов состоит единых. «Читая Менделеева» Степан Щипачев

№ слайда 2 Строение атома 10-10м 10-14-10-15м В ядре сконцентрировано ≈99,96% всей массы
Описание слайда:

Строение атома 10-10м 10-14-10-15м В ядре сконцентрировано ≈99,96% всей массы атома. ρ = 270.000.000.000.000.000 кг/м³ ядро электроны

№ слайда 3 Модель атома Резерфорда (1911 г.)
Описание слайда:

Модель атома Резерфорда (1911 г.)

№ слайда 4 Состав атомного ядра. Ядерные силы
Описание слайда:

Состав атомного ядра. Ядерные силы

№ слайда 5
Описание слайда:

№ слайда 6 К – свинцовый контейнер с радиоактивным источником α-частиц, Ф – металлическа
Описание слайда:

К – свинцовый контейнер с радиоактивным источником α-частиц, Ф – металлическая фольга, Э – экран, покрытый сульфидом цинка, М – микроскоп Схема опыта Э. Резерфорда по обнаружению протонов в продуктах расщепления ядер (1919) p = 1,60217733·10–19 Кл mp = 1,67262∙10–27 кг=1,007276  а. е. м. 1 а. е. м. = 1,66057·10–27 кг.

№ слайда 7
Описание слайда:

№ слайда 8
Описание слайда:

№ слайда 9
Описание слайда:

№ слайда 10 Дж. Чедвик Схема установки для обнаружения нейтронов масса нейтрона mn = 1,67
Описание слайда:

Дж. Чедвик Схема установки для обнаружения нейтронов масса нейтрона mn = 1,67493∙10–27 кг = 1,008665 а. е. м. Открытие нейтрона 1932 г.

№ слайда 11 Строение атома
Описание слайда:

Строение атома

№ слайда 12 Протонно - нейтронная модель строения атомного ядра. советские физики: Д. Д.
Описание слайда:

Протонно - нейтронная модель строения атомного ядра. советские физики: Д. Д. Иваненко и Е. Н. Гапон немецкий физик: Вернер Гейзенберг итальянский физик: ЭттореМайоран

№ слайда 13 Состав ядра любого химического элемента
Описание слайда:

Состав ядра любого химического элемента

№ слайда 14 Алгоритм для определения в атоме количества электронов, протонов и нейтронов.
Описание слайда:

Алгоритм для определения в атоме количества электронов, протонов и нейтронов.

№ слайда 15 Заполните таблицу: Проверка: Название вещества Символ Массовое число, А Заряд
Описание слайда:

Заполните таблицу: Проверка: Название вещества Символ Массовое число, А Зарядовое число,Z Число нейтронов,N гелий 4 Cu 64 7 3 германий 32 41 20 10 F 10 Название вещества Символ Массовое число, А Зарядовое число,Z Число нейтронов,N гелий He 4 2 2 медь Cu 64 29 35 литий Li 7 3 4 германий Ge 73 32 41 неон Ne 20 10 10 фтор F 19 9 10

№ слайда 16
Описание слайда:

№ слайда 17 Водород имеет изотопы: - обычный водород или протий (ядро – протон) – стабиле
Описание слайда:

Водород имеет изотопы: - обычный водород или протий (ядро – протон) – стабилен (99, 9885%). - тяжелый водород или дейтерий (ядро – дейтрон – 1р и 1n) – стабилен; - тритий (ядро – тритон – 1р и 2n) – радиоактивен.

№ слайда 18 Протон: р, время жизни 10³¹ лет, mp = 1836,2me, qp = +e Нейтрон: n, время жиз
Описание слайда:

Протон: р, время жизни 10³¹ лет, mp = 1836,2me, qp = +e Нейтрон: n, время жизни вне ядра 15 мин, mn=1838,7me, qn=0.

№ слайда 19 Свойства ядерных сил: силы притяжения; во много раз больше кулоновских сил; к
Описание слайда:

Свойства ядерных сил: силы притяжения; во много раз больше кулоновских сил; короткодействующие (r ≈ 22·10-15 м); не являются центральными; не зависят от наличия заряда; взаимодействуют с ограниченным числом нуклонов.

№ слайда 20 Составьте вопросы к кроссворду. 1 вариант - к словам расположенным по горизон
Описание слайда:

Составьте вопросы к кроссворду. 1 вариант - к словам расположенным по горизонтали, 2 вариант - к словам расположенным по вертикали.       1     3           4         2 и в а н е н к о   н     з 5 ч е д в и к у   10 п р о т и й     8   к 6   т   т     п   л я   о   7 р е з е р ф о р д   п     о       о   н р       н     т       о         9 с о д д и                     н        

№ слайда 21 Вопросы к уроку 1. Верно ли, что число нейтронов в ядре всегда равно числу пр
Описание слайда:

Вопросы к уроку 1. Верно ли, что число нейтронов в ядре всегда равно числу протонов число электронов в атоме всегда равно числу протонов число электронов в атоме всегда равно числу нейтронов 2. Верно ли, что зарядовое число равно числу нейтронов в ядре зарядовое число равно числу протонов в ядре зарядовое число равно числу электронов в атоме 3. Верно ли, что массовое число равно сумме масс протонов, содержащихся в ядре массовое число равно сумме масс протонов и нейтронов, содержащихся в ядре массовое число равно сумме масс протонов, нейтронов и электронов

№ слайда 22 Вопросы к уроку   p-числопротонов n-числонейтронов 1 48 68 2 48 20 3 20 48 4
Описание слайда:

Вопросы к уроку   p-числопротонов n-числонейтронов 1 48 68 2 48 20 3 20 48 4 20 28 1 В ядре атома железа содержится 56 частиц. Вокруг ядра движется 26 электронов. Какой состав имеет ядро атома железа? 2 Чем отличаются атомы разных химических элементов? 3 Число каких частиц в атоме не влияет на его химические свойства? Почему? 4 Размер чего больше: протона или атома водорода? Восколько раз? 5 Какая из строчек таблицы правильно отражает структуруядра

№ слайда 23 1. Прочитайте § 23 стр. 104 и стр. 106 «Изотопы». 2. Составить и оформить в п
Описание слайда:

1. Прочитайте § 23 стр. 104 и стр. 106 «Изотопы». 2. Составить и оформить в программе Word кроссворд или сканворд (минимум 10 слов) с использованием слов или фотографий по теме «Термины ядерной физики», «Ученые и их открытия». Домашнее задание 3. Ответить на вопрос: сколько нуклонов, протонов и нейтронов содержится в ядрах следующих элементов: 8O16 3Li7 6C12 7N14 9F19 13Al27 92U235 82Pb207 Пример: 4. Чем отличаются следующие элементы 8О17 и 8О16 92U235 и 92U239

№ слайда 24 Величайшим достижением человеческого гения является то, что человек может пон
Описание слайда:

Величайшим достижением человеческого гения является то, что человек может понять вещи, которые он уже не в силах вообразить.  Лев Давидович Ландау Советский физик-теоретик, академик АН СССР, лауреат Нобелевской премии по физике (1962).


Автор
Дата добавления 23.08.2016
Раздел Физика
Подраздел Презентации
Просмотров172
Номер материала ДБ-163152
Получить свидетельство о публикации

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх