УСІ УРОКИ ФІЗИКИ
9 клас

2-й семестр

 

ЯДЕРНА ФІЗИКА

 

4. Атомне ядро. Ядерна енергетика

·       Будова атома. Атомне ядро

·       Радіоактивність. Закон радіоактивного розпаду

·       Ядерна енергетика

 

Тематичне планування

 

№ з/п

Тема уроку

Дата проведення

1

Атом та атомне ядро

 

2

Склад радіоактивного випромінювання

 

3

Радіоактивні перетворення атомних ядер

 

4

Закон радіоактивного розпаду

 

5

Експериментальне вивчення структури атома

 

6

Експериментальні методи реєстрації заряджених частинок

 

7

Ядерний реактор

 

8

Ядерна енергетика

 

9

Біологічна дія радіоактивних випромінювань

 

10

Лабораторна робота № 11 «Вивчення будови побутового дозиметра й проведення дозиметричних вимірювань на місцевості»

 

11

Екологічні проблеми атомної енергетики

 

12

Боротьба за ліквідацію загрози ядерної війни

 

13

Узагальнюючий урок

 

14

Тематичне оцінювання знань

 

 

Урок 1/48

Тема. Атом і атомне ядро

 

Мета уроку: ознайомити учнів з відкриттям явища природної радіоактивності.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

План уроку

Демонстрації

5 хв.

1. Відео-фрагмент: «Відкриття природної радіоактивності»

Вивчення нового матеріалу

30 хв.

1.       Історична довідка.

2.       Будова атома.

3.       Радіоактивність як свідчення складної будови атомів

Закріплення вивченого матеріалу

10 хв.

1.       Контрольні питання.

2.       Навчаємося розв’язувати задачі.

 

ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Історична довідка

Відкриття, зроблені наприкінці 19-го і на початку 20-го століття, заклали основу нових і зовсім несподіваних уявлень про будову нашого світу. Для фізики найбільш важливим з них було відкриття радіоактивності 1896 року.

Послідовне вивчення радіоактивності дозволило вченим «зазирнути» усередину атомів, відкрити закони, що діють у світі атомів, і запропонувати наочні моделі, що дають уявлення про склад і будову атома. У результаті відкрилася можливість створити нові джерела енергії, матеріали з незвичайними властивостями та сучасні комп'ютери; установити вік Землі, хімічний склад зірок і причину їхнього тривалого випромінювання; висунути гіпотези про походження й майбутнє Всесвіту.

У сучасній фізиці є рік, що називають «роком чудес». Це 1932-й рік. Одним з таких «чудес» цього року було відкриття нейтрона й створення нейтронно-протонної моделі атомного ядра. У результаті відбулося виділення з атомної фізики самостійного напрямку, що й досі бурхливо розвивається, — ядерної фізики.

Ядерна фізика вивчає структуру й властивості атомних ядер. Вона досліджує також взаємоперетворення атомних ядер, що відбуваються в результаті як радіоактивних розпадів, так і різних ядерних реакцій. З ядерною фізикою тісно пов’язана фізика елементарних частинок, фізика і техніка прискорювачів заряджених частинок, ядерна енергетика.

2. Будова атома

Історію виникнення найзагальніших уявлень про атом зазвичай ведуть з часів грецького філософа Демокрита (близько 460—370 до н.е.), що багато розмірковував про найменші частинки, на які можна було б поділити будь-яку речовину.

Атоми, що спочатку вважалися неподільними, являють собою складні системи. Вони мають масивне ядро, що складається з протонів і нейтронів, навколо якого в порожньому просторі рухаються електрони. Атоми дуже малі — їхні розміри близько 10-10-10-9 м, а розміри ядра приблизно ще в 100 000 разів менше (10-15-10-14 м). Тому атоми можна «побачити» тільки у непрямий спосіб, на зображенні з дуже великим збільшенням (наприклад, за допомогою автоелектронного проектора). Але й у цьому випадку атоми не вдається розглянути детально. Наші знання про їхню внутрішню будову засновані на величезній кількості експериментальних даних, що опосередковано, але переконливо свідчать на користь сказаного вище.

Атомне ядро складається з нуклонів — позитивно заряджених протонів і нейтральних нейтронів, що зв'язані між собою сильною взаємодією.

Для характеристики атомних ядер уводиться ряд позначень. Число протонів, що входять до складу атомного ядра, позначають символом Z і називають зарядовим числом або атомним номером (це порядковий номер у періодичній таблиці Менделєєва). Заряд ядра дорівнює Ze, де e — елементарний заряд. Число нейтронів позначають символом N.

Загальне число нуклонів (тобто протонів і нейтронів) називають масовим числом A: A = Z + N.

3. Радіоактивність як свідчення складної будови атомів

Наприкінці ХІХ століття з'явилися факти, які свідчили про те, що атом має складну будову. Особливо це стало очевидно після того, як французький вчений Анрі Беккерель 1896 р. знайшов, що солі урану є джерелом невідомого на той час випромінювання. Випробувавши різні хімічні сполуки урану, він установив, що солі урану випускають невидимі промені, які сильно іонізують повітря, діють на фотопластинку, проникають через папір, картон і навіть метал і викликають деякі інші явища.

1898   р. учені П’єр Кюрі та Марія Кюрі-Склодовська відкрили два нових хімічних елементи (Радій і Полоній), у яких випромінювання, аналогічне випромінюванню урану, було значно сильнішим.

Ø  Радіоактивність — здатність атомів деяких хімічних елементів до мимовільного випромінювання.

Хімічні елементи, що володіють радіоактивністю, називаються радіоактивними елементами.

Явище радіоактивності завжди супроводжується виділенням енергії. Виявилося, що 1 г радію виділяє 600 Дж енергії.

Експериментальні дослідження довели, що на явище радіоактивності не мають впливу такі зовнішні чинники, що могли б подіяти на електронну оболонку атома (нагрівання, електричні й магнітні поля, хімічні сполуки, агрегатний стан і т. ін.). Отже, радіоактивність обумовлена лише структурою атома. З'ясувалося, що радіоактивність — властивість деяких атомних ядер мимоволі перетворюватися в інші ядра з випущенням частинок.

1903 р. Є. Резерфорд і його співробітник Ф. Содді відзначили, що явище радіоактивності супроводжується перетворенням одного хімічного елемента на іншій, наприклад, Радію на Радон.

 

Питання до учнів у ході викладу нового матеріалу

·       Перелічіть факти й явища, що підтверджують складність будови атома.

·       Як стали називати здатність атомів деяких хімічних елементів до мимовільного випромінювання?

·       Про що свідчило явище радіоактивності?

 

ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ

1). Якісні питання

1. Як пояснити той факт, що кілька однойменно заряджених частинок утримуються в складі одного ядра на дуже близькій відстані?

2. Чому на радіоактивність не впливають зовнішні факти?

3. Що є головною характеристикою визначеного хімічного елемента?

2). Навчаємося розв'язувати задачі

1. У ядрі атома Карбону міститься 12 частинок. Навколо ядра рухаються 6 електронів. Скільки в ядрі цього атома протонів і нейтронів?

2. У ядрі атома Бору 5 протонів і 6 нейтронів. Скільки електронів у цьому атомі?

3. У ядрі атома певного хімічного елемента 31 протон і 39 нейтронів. Що це за елемент?

 

Що ми дізналися на уроці

·       Атоми дуже малі — їхні розміри близько 10-10-10-9 м, а розміри ядра ще приблизно в 100 000 разів менше (10-15-10-14 м).

·       Атомне ядро складається з нуклонів — позитивно заряджених протонів і нейтральних нейтронів, що зв'язані між собою за допомогою сильної взаємодії.

·       Радіоактивність — здатність атомів деяких хімічних елементів до мимовільного випромінювання.

·       Хімічні елементи, що мають радіоактивність, називаються радіоактивними елементами.

 

Домашнє завдання

1. Підр.: § 31.

2. Зб.:

рів1 — № 16.1; 16.3; 16.4; 16.5; 16.6.

рів2 — № 16.13; 16.15; 16.16; 16.19, 16.20.

рів3 — № 16.34, 16.35; 16.36; 16.37; 16.38.



Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити