Открытый урок по теме: Естественная радиоактивность

Учитель физики Жансултанова Н.Р.

ОСШ №3 им. Абая

г. Талгар

Алматинская область

«...нельзя допустить, чтобы люди направляли

на свое уничтожение те силы природы, которые

они сумели открыть и покорить»

Ирен Жолио -Кюри

Предмет: ФИЗИКА Класс: 11

Тема урока: Естественная радиоактивность.
Цель урока: ввести и закрепить понятия естественной радиоактивности, альфа-, бета-, гамма-излучения; изучить правило смещения, уметь применять знания при решении задач.

Задачи урока:

а) образовательные задачи - объяснить и закрепить новый материал, познакомить с историей открытия явления радиоактивности;

б) развивающие задачи - способствовать развитию мыслительных навыков, познавательной деятельности, критического мышления, сформулировать проблему, наметить пути ее решения, сделать выводы.

в) воспитательные задачи - способствовать расширению кругозора, формированию положительного интереса к предмету, добросовестного отношения к выполнению заданий, навыков работы в команде.

Тип урока: комбинированный

Методы урока: репродуктивный, частично-поисковый, cочетание словесного и наглядного, работа с учебной литературой, использование компьютерной технологии.

Оборудование урока:

1. Демонстрационные таблицы «Строение атомного ядра», «Радиоактивные превращения»

2. Мультимедийная презентация «Радиоактивность»

3. Тестовые задания

Ход урока

I.Орг. момент: Приветствие, проверка посещения.

Перед уроком каждому учащемуся выдается листок с «ключевыми словами», карточка с распечатанным ходом урока и карточка с задачами для выполнения самостоятельной работы, периодическая таблица Д.И.Менделеева.

II.Актуализация знаний. Попробуйте вспомнить то, что вы изучали по данной теме раньше на уроках физики. В качестве опоры используйте "ключевые слова".

Обменяйтесь информацией с соседом, обменяйтесь мнениями в группах.

«Ключевые слова»: атом, Томсон, Резерфорд, ядро, протон, нейтрон, кулоновские силы, гравитационные силы, ядерные силы, дефект массы, энергия связи ядра, удельная энергия связи, изотопы, изобары. (Слайд №1)

1.Какие открытия предшествовали открытию радиоактивности? Какими лучами пользовался Резерфорд для доказательства строения атома?

2. Как был открыт протон, нейтрон?

3. Что представляет собой протонно-нейтронная модель атома?

3.Какие силы удерживают нуклоны в ядре? Приведите примеры изотопов и изобар?

4. Каковы главные особенности ядерных сил?

5.Что называется дефектом массы?

6. Запишите формулу энергии связи ядра, удельной энергии связи?

7. Решение задач у доски на дефект массы, энергии связи ядра.

1.Вычислите дефект массы ядра кислорода-17?

2.Найти энергию связи ядра изотопа лития -7?
III. Постановка проблемы.

1.Откуда же берется энергия при радиоактивных превращениях?
IV. Объяснение новой темы. Работа с учебником. Учащиеся читают материал, при этом используют таблицу: Знаю, узнал, хочу узнать.

1. Как все это начиналось?

- Парадокс великих открытий, изменивших физическую картину мира в их мнимой случайности даже для самого ученого. Так было и с немецким физиком Рентгеном, который изучал электрический разряд в вакуумной трубке, изучал явления зримые и броские, а в результате открыл невидимые, загадочные лучи, они были способны проходить через различные предметы, засвечивать, казалось, надежно защищенную фотопластинку, проходить через живую материю. Какова их природа мне совершенно не ясна, скажет ученый и назовет их х-лучами.

2.Существуют ли другие источники подобного излучения?

- Французский ученый Анри Беккерель предположил, что х-лучи испускаются люминофорами под действием солнечного света. Он начинает опыты с одним из этих веществ - солью урана. Выдержав их на солнце, кладет соль урана на фотопластинку, завернутую в светонепроницаемую бумагу. После проявки пластинка оказывается засвеченным. Вскоре ученый к своему удивлению обнаруживает, что соль урана сохраняет ту же способность и без солнца. Значит не оно возбудитель загадочного излучения. Видимо это происходит самопроизвольно и постоянно, решает Беккерель. Дальнейшие исследования показали, что поведение х-лучей вообще не зависит от внешних факторов. Опыты в магнитном поле позволят ученому обнаружить, что лучи Бекккереля по своему составу сложнее Рентгеновских.

3.Какие еще радиоактивные элементы были открыты?

Объяснению загадки природы этих излучений посвятили свою жизнь Мария и Пьер Кюри. Два года напряженной работы и вот лучи Беккереля обнаружили не только у урана, но и у тория. После долгой кропотливой работы открыт новый элемент, в честь Родины Марии, они назвали его полонием ²⁰⁹Po. Но интуиция заставляет ученых продолжать поиск. Переработав 8 тонн руды, они выделяют дециграмм вещества, излучение которого в 2000000 раз интенсивнее, чем у урана. Супруги назвали его радий ²⁶Ra - излучающий, так возник термин радиоактивность. Они были уверены, что разгадка радиоактивности в свойствах самих атомов.

4. Откуда берётся энергия?

Оказывается, атомные ядра радиоактивного вещества способны к самопроизвольному распаду. Э. Резерфорд выдвинул предположение, что превращения претерпевают сами ядра. Явление самопроизвольного превращения неустойчивых ядер в устойчивые, сопровождающееся испусканием альфа, бета частици и гамма-лучей называется радиоактивностью.

При этом взамен первоначального ядра образуются более легкие ядра. Разность масс материнского и дочернего ядер обеспечивает громадный выход энергии. (Слайд №2, 3,4) Е = м^.с²

^{5. Какие виды излучений вы знаете?}
По видам радиоактивных излучений выделяются виды радиоактивных распадов: альфа, бетта, гамма - излучения.

На экране появляется надпись: Альфа - распад. Альфа - распад - это превращение атомных ядер, при котором испускается тяжелый положительно заряженный атом гелия. Записывается уравнение альфа - распада с объяснениями преподавателя.

На экране заголовок: бета - распад. Бета - распад - это превращение атомных ядер, при котором испускается легкий отрицательно заряженный электрон.
Записывается уравнение бета - распада с объяснениями преподавателя.

На экране заголовок: Гамма - распад. Гамма - лучи - это жесткое электромагнитное излучение. При гамма - распаде ядро химического элемента испускает электромагнитную волну и при этом химический элемент не изменяется. Гамма - распад - это превращение атомных ядер, при котором испускается жесткое электромагнитное излучение. При этом заряд ядра не изменяется, масса ядра изменяется ничтожно мало. (Слайд №5,6,7)

V.Закрепление
Перед уроком каждому учащемуся выдаётся карточка с распечатанным ходом урока и карточка для выполнения самостоятельной работы. Таблица химических элементов Д.И.Менделеева.

1. Написать реакцию, при которой изотоп тория претерпевает последовательно два альфа - распада и один бета - распад.
2.Возвратимся к вопросу, поставленному в начале урока: откуда берется энергия при радиоактивных превращениях?

Радиоактивность сопровождается выделением энергии. Атомные ядра

радиоактивного вещества способны к самопроизвольному распаду. При этом

взамен первоначального ядра образуются более легкие ядра. Разность масс

материнского и дочернего ядер обеспечивает громадный выход энергии.

3.В чем особенность радиоактивного излучения?

Постоянство излучения. На протяжении суток, месяцев и лет интенсивность излучения заметно не менялась. На него не оказывали никакого влияния такие обычные воздействия, как нагревание или увеличение давления. Химические реакции, в которые вступали радиоактивные вещества, также не влияли на интенсивность излучения.

4. Дайте определение альфа - распаду? бета - распаду? гамма - распаду?

VI. Самостоятельная работа. Рассматриваются задания № 1, 2. на α-, β- распады. Два ученика у доски выполняют эти задания с последующими комментариями. При выполнении заданий показывается краткая запись нескольких α- и β- распадов.
1. В какое ядро превращается торий-234 при трех последовательных α-распадах?
2. Какое ядро образуется из радиоактивного изотопа сурьмы-133 после четырех β-распадов?
В тетрадях: Напишите реакции следующих распадов:
1. α-распад урана-238.

2. β-распад свинца-209.
3. В какой элемент превращается уран-239 после двух β-распадов и одного α- распада?

4. В какой элемент превращается изотоп тория-232 после 2 α-распадов и 4 β-распадов?

Тестовые задания

Учащиеся выполняют самостоятельную работу на предложенной распечатке с записью условия. (Приложение №1) Учащиеся сдают выполненные работы.
VII. Обобщение полученных знаний; постановка проблемы к следующему уроку.

Ребята вы знаете, что выделяющаяся ядерная энергия таит в себе огромную силу. Эта сила может работать не только во благо человечества, но и нести зло. Впервые о пользе ядерной энергии для человечества и возможных трагических последствиях неправильного обращения с ней говорили и предупреждали такие великие и уважаемые ученые, как Эрнест Резерфорд, Мария и Пьер Кюри, Нильс Бор, Альберт Эйнштейн .

Сейчас мы с вами создадим небольшой проект, который нам поможет выяснить, что такое радиоактивность - благо, и что такое радиоактивность - зло. Вы можете советоваться друг с другом. Медицина, ядерное оружие, АЭС, Семипалатинский полигон, атомный ледокол, ядерные отходы, сельское хозяйство, Хиросима и Нагасаки, атомные подводные лодки, Фукусима, водные суда с ядерными реакторами, энергетика, техника, не безопасность АЭС, космос, открытие новых элементарных частиц…

Ядерная реакция управляема!

Существует такое международное агенство, задача которого следить за

безопасным использованием атомной энергии - МАГАТЕ.

На следующем уроке мы выведем закон по которому происходит убыль числа распадающихся ядер и выясним как используется явление радиоактивности для измерения времени в геологии и археологии.
VIII.Итог урока: выставление оценок с комментариями. Оценки за самостоятельную работу в тетрадях комментируются на следующем уроке.

Домашнее задание. П. 8.4 задача: составить и решить задачи на альфа, бета и гамма - распады.

Приложение №1

Тест по теме: «Радиоактивные превращения»

Вариант №1

1.Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Между каким парами частиц внутри ядра действуют ядерные силы притяжения?

1. протон-протон

2. протон-нейтрон

3. нейтрон-нейтрон

А) только 1. Б) только 2. В) только 3. Г) 1 и 2 . Д) 1 и 3. Е) 2 и 3

Ж) действуют во всех трех парах, 1,2 и 3

2. Из атомного ядра в результате самопроизвольного превращения вылетело ядро атома гелия. Какой это вид радиоактивного распада?

А) альфа-распад. Б) бета-распад. В) гамма-излучение. Г) протонный распад

Д) двухпротонный распад

3. Атомное ядро висмута в результате ряда радиоактивных превращений превратилось в ядро свинца . Какие виды радиоактивных превращений оно испытало?

4. Определите второй продукт х ядерной реакции:

+  + х ?

Вариант №2

1. Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Между какими парами частиц внутри ядра не действуют ядерные силы притяжения?

1. протон-протон

2. протон-нейтрон

3. нейтрон-нейтрон

А) только 1. Б) только 2. В) только 3. Г) 1 и 2 . Д) 1 и 3. Е) 2 и 3 Ж) действуют во всех трех парах, 1,2 и 3

2. Какие частицы освобождаются из атомного ядра при альфа-распаде?

А) электрон. Б) позитрон В) электрон и антинейтрино Г) позитрон и нейтрино Д) ядро атома гелия Е) протон Ж) нейтрон

3. Атомное ядро полония в результате ряда радиоактивных превращений превратилось в ядро висмута . Какие виды радиоактивных превращений оно испытало?

4. Определите второй продукт х ядерной реакции:

+ n  + х ?