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.

Здесь₀n¹ – 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 , ₁₂Mg²⁵, 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