Зачет № 4 по теме « Атомная физика. Физика атомного ядра" (бинарный урок)

Приложение 2.

Тема урока « Зачет № 4 по теме « Атомная физика. Физика атомного ядра».

Тип урока: интегрированный урок; урок повторения, систематизации и обобщения знаний, закрепления умений.

Время урока: 1 час 30 минут.

Форма данного типа урока:

• повторительно-обобщающий урок;

• урок-совершенствование.

Структура урока строится на сочетании этапов:

• организационного,

• постановки цели,

• оперирования знаниями и способами деятельности в стандартных и нестандартных ситуациях,

• рефлексия,

• формулирования выводов.

Цель: более глубокое усвоение знаний, высокий уровень обобщения, систематизации по теме «Атомная физика. Физика атомного ядра».

Задачи:

• образовательные: выявить качество и уровень овладения знаниями и умениями, полученными на предыдущих уроках по теме: обобщить материал как систему знаний.

• воспитательные: воспитывать общую культуру, эстетическое восприятие окружающего; создать условия для реальной самооценки учащихся, реализации его как личности.

• развивающие: развивать пространственное мышление, умение классифицировать, выявлять связи, формулировать выводы; развивать коммуникативные навыки при работе в группах, развивать познавательный интерес; развивать умение объяснять особенности:, закономерности:, анализировать:, сопоставлять:, сравнивать: и т.д.

Оборудование: проектор, ноутбук, экран; таблица периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева; раздаточный материал, презентация по данной теме; физическая модель «Планетарная модель атома».

Эпиграф урока: «Отыщи всему начало и ты многое поймёшь».

(Козьма Прутков)

1. Организационный момент (число, тема).

2. Постановка цели.

3. Основная часть.

Водное слово учителя: «Всем известно, что на одну и ту же проблему или какой-либо факт, можно взглянуть с различных точек зрения, что вы порой и делаете, даже не подозревая об этом, на уроках химии, физики, биология, географии. Сегодня мы решили объединить уроки химии и физики, чтобы раскрыть строение одной очень маленькой частички - атома».

• Как вы можете прокомментировать слова известного физика Нильса Бора: «Когда мы говорим об атомах, язык можно использовать лишь поэтический»?

1. Первое задание. ( Слайд № 1).

Учащиеся работают в группах ( по рядам), отвечают по очереди на вопросы:

1. Из каких элементарных частиц состоит атом?

2. Как определить заряд атома?

3. Каков заряд атома?

4. Как определить число нейтронов?

5. Что такое изотопы?

6. Определите состав атома хлора Cl.

7. Определите состав атома магния Mg.

8. Как располагаются электроны вокруг ядра?

2. Второе задание. (Слайд № 2).

Учащимся каждому индивидуально предлагается выполнить задание в раздаточном материале, провести самопроверку и самооценку.

Задание: «Привести в соответствие обозначение физической величины и ее название»:

Название физической величины

Ее обозначение

Масса ядра атома

M_я

Протон

Постоянная Планка

h

Число электронов

Массовое число

A

Длина волны

λ

Нейтрон

Масса электрона

m_e

Масса протона

m_n

α-частица

β-частица

Число протонов (электронов)

Z

Энергия связи

Е_св

Число нейтронов

N

Самопроверка: «2 балла» - все верно или 1 ошибка!

1 балл- 2- 3 ошибки!

0 баллов - более 4 ошибок!»

3. Фронтальный опрос (Слайд № 3)

Историческая справка « Развитие представлений о строении атома».

1. Модель Дж. Томсона «пудинг с изюмом»

2. Планетарная модель строения атома Резерфорда.

3. Современная квантовая модель строения атома.

4. Третье задание (индивидуальная работа на раздаточном материале) .

Изобразите схему строения атомов элементов: Са, Мg, Ag, Fe.

ядро (+)

1. (Z) = ?

2. (N)= ?

оболочка (-)

1. ( ) (Z) = ?

Решение:

1. 

   ядро (+)

   1. (Z) = 20

   2. (N)= 40-20=20

   оболочка (-)

   1. ( ) (Z) = 20

Памятка для учащихся: «Строение всех атомов зашифровано в периодической системе химических элементов. - элемент обозначается как и в химии, общепринятыми символами: заряд записывается в виде индекса внизу символа, а атомная масса - в виде индекса вверху символа. Порядковый номер химического элемента показывает электрический заряд ядра атома Z , этот заряд численно равен сумме протонов в ядре атома ; т.к. атом в целом электрически нейтральная частица, то суммарный положительный заряд атома равен суммарному отрицательному заряду, следовательно, равен числу электронов в оболочке атома .

Z = = . Чтобы вычислить число нейтронов в ядре из атомной массы атома вычитаем заряд ядра: N = А- Z.

Самопроверка: «2 балла» - все верно!

1 балл- 1 ошибка!

0 баллов - более 2 ошибок!»

5. Решение задач. (Слайд 17-21)

1. Атомная масса изотопа неизвестного элемента равна 39. Число протонов в ядре на 3 меньше, чем нейтронов. Этот элемент имеет символ:

1) К 2) Са 3) Аr 4) Сl.

Дано: Решение

А= 39 А= Z + N

Z= N-3 А= N-3+N=2N- 3

Х-? 39= 2 N -3

42 = 2N

N= 21=> Z=А-N = 39-21 =18

По периодической таблице определяем химический элемент: Аr.

Ответ: Аr.

Самопроверка: «2 балла» - все верно!

1 балл- 1 ошибка!

0 баллов - более 2 ошибок!»

2. Работа по группам. Запишите химически уравнение ядерной реакции:

• • Уравнение реакции Резерфорда. В результате которой он бомбардировал азот α-частицами, при этом получались протон и ядра какого-то другого вещества ( первая группа)

  • При действии α-частицы на бериллий выделяются нейтроны и получается какой-то химический элемент.(вторая группа)

Решение:

Уравнение является правильным, если в правой и левой его части соблюдается равенство общего массового числа и равенство общего числа зарядов. Это правило почти полностью совпадает с правилом проверки правильности ионного уравнения.

5 + Mn + 8= 5+ +4H₂O

И так, запишем несколько уравнений ядерной реакции и прежде всего уравнение реакции Резерфорда.

1. + → +

2. + → +

3. Долгое время алхимики пытались превратить в золото «несовершенные» металлы, в частности, в ртуть. Можно ли получить золото (Au) из ртути (Hg) физическим и химическим путем? Как?

Решение:

1. Превратить один элемент в другой химическим путем невозможно.

2. Тайна взаимного превращения элементов разгадана лишь в наше время – и это уже совсем иная, новая область науки физики – ядерные реакции.

Дифференцированная работа:

(зеленый уровень)

• Запишите ядерную реакцию синтеза золота, облучая нейтронами изотоп ртути .

Решение:

+ →+

В определенных условиях этим способом можно получить за месяц 1,5г золота, переработав более 1000г природной ртути.

(красный уровень)

• Запишите получение золота из ртути путем α- и β- распада.

Решение:

→ +

→

Но стоимость золота, полученного путем ядерных реакций, будет фантастически велика, так что о практическом значении этого способа не может быть и речи.

Самопроверка: «2 балла» - все верно! 1 балл- 1 ошибка! 0 баллов - более 2 ошибок!

4. Дифференцированная работа

(зеленый уровень)

• Масса нейтрона 1,67 ·10^-27кг, а скорость движения его 4 ·10²м/с. Определить длину волны де Бройля.

Дано: Решение:

m_n = 1,67 ·10^-27кг λ = , где h = 6,63 ·Дж·с

υ =4 ·10²м/с λ = = 0,99· м

λ - ?

Ответ: λ= 0,99· м

(красный уровень)

• Подсчитайте энергию связи ядра гелия (m_р = 1.00758 а.е.м., m_n= 1,00898 а.е.м., М_я = 4,00274 а.е.м)

Дано: Решение:

m_р = 1.00758 а.е.м. : Z= 2 N = 2

m_n= 1,00898 а.е.м.

М_я = 4,00274 а.е.м. ∆ E = ∆mc²

Е_св -? ∆m = Z m_р + N m_n - М_я

∆m = 0.03038а.е.м. = 0.03038а.е.м.·1,67· =

= 0,05·кг

∆ E = 0,05·кг ·9· = 0,45· Дж

Ответ: ∆ E =0,45· Дж

Самопроверка: «2 балла» - все верно! 1 балл- 1 ошибка!

0 баллов - более 2 ошибок!»

7. Проблема.

? Слово «атом» придумал очень давно более 2500 лет назад древнегреческий философ Демокрит. С греческого «атом» переводится как «неделимый». Так ли это?

Современное определение атома с точки зрения химии звучит так: «Атом – химически неделимая частица».

Проблемой расщепления атома занимается ядерная физика.

1. Вспомните механизм протекания цепной химической реакции:

CH₄ + CL₂ →CH₃CL + HCL

? Что является основным условием для протекания такой цепной реакции?

( солнечная энергия)

? Что выделяется в результате данной реакции?

(кислота)

2. Вспомните механизм протекания цепной ядерной реакции:

? Что необходимо для стационарного течения цепной реакции?

( коэффициент размножения нейтронов κ =1)

? Что образуется в результате реакции?

( образуются 2,3 нейтрона; выделяется огромная энергия).

9. Рефлексия:

Учащимся предлагается ответить коротко письменно на вопрос:

? Если бы не было открыто строение атома, то……………?

9. Подведение итогов:

• Подсчет баллов учащимися:

10 – 9 баллов – «5»; 8-7 баллов- «4»; 6-5 баллов – «3»

менее 5 баллов – не отчаивайся, надо еще все повторить!

• выставление и комментирование оценок обучающимся за урок,

• благодарность активным обучающимся.

Приложение

«Зачет № 4 по теме « Атомная физика. Физика атомного ядра».

Рабочий лист

1. 12. __ класс Ф.И. ученика_________________________________

2. Приведите в соответствие обозначение физической величины и ее название:

Название физической величины

Ее обозначение

Масса ядра атома

m_n

Протон

m_e

Постоянная Планка

Z

Число электронов

Массовое число

Длина волны

Е_св

Нейтрон

Масса электрона

Масса протона

M_я

α-частица

A

β-частица

Число протонов (электронов)

N

Энергия связи

λ

Число нейтронов

h

«2 балла» - все верно! 1 балл- 1 ошибка! 0 баллов - более 2 ошибок!

3. Изобразите схему строения атомов элементов:

1. оболочка (-)

   1. ( ) (Z) =

   ядро (+)

   1. (Z) =

   2. (N)=

Памятка: «Строение всех атомов зашифровано в периодической системе химических элементов. - элемент обозначается как и в химии, общепринятыми символами: заряд записывается в виде индекса внизу символа, а атомная масса - в виде индекса вверху символа. Порядковый номер химического элемента показывает электрический заряд ядра атома Z , этот заряд численно равен сумме протонов в ядре атома ; т.к. атом в целом электрически нейтральная частица, то суммарный положительный заряд атома равен суммарному отрицательному заряду, следовательно, равен числу электронов в оболочке атома .

Z = = . Чтобы вычислить число нейтронов в ядре из атомной массы атома вычитаем заряд ядра: N = А- Z

«2 балла» - все верно! 1 балл- 1 ошибка! 0 баллов - более 2 ошибок!»

5. Решение задач:

1. Атомная масса изотопа неизвестного элемента равна 39. Число протонов в ядре на 3 меньше, чем нейтронов. Этот элемент имеет символ:

1) К 2) Са 3) Аr 4) Сl. ( решите задачу в тетради)

«2 балла» - все верно! 1 балл- 1 ошибка! 0 баллов - более 2 ошибок!»

2. Запишите химически уравнение ядерной реакции:

1. Уравнение реакции Резерфорда. В результате которой он бомбардировал азот α-частицами, при этом получались протон и ядра какого-то другого вещества ( первая группа)

2. При действии α-частицы на бериллий выделяются нейтроны и получается какой-то химический элемент.(вторая группа)

_________________________________________________________________ «2 балла» - все верно! 1 балл- 1 ошибка! 0 баллов - более ошибок!»

Запишите ядерную реакцию

(зеленый уровень)

• Запишите ядерную реакцию синтеза золота, облучая нейтронами изотоп ртути .

_____________________________________________________________

(красный уровень)

• Запишите получение золота из ртути путем α- и β- распада.

__________________________________________________________

__________________________________________________________

«2 балла» - все верно! 1 балл- 1 ошибка! 0 баллов - более 2 ошибок!»

5. Закончи предложение: «Если бы не было открыто строение атома, то

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

Подсчитай свои баллы и оцени свою работу!

10 – 9 баллов – «5»; 8-7 баллов- «4»; 6-5 баллов – «3»;

менее 5 баллов – не отчаивайся, надо еще все повторить!

Оценка__________________