Урок "Закон радиоактивного распада"
план-конспект урока по физике (11 класс)

Урок  Решение задач Закон радиоактивного распада

                                                                                                                 11класс

                                                            Учитель Смирнова С.Г.

                                                            г. Саранск, МОУ «Луховский лицей»

Тип урока: Урок-практикум.

Цель урока: Привить умение применять закон радиоактивного распада при решении расчетных и графических задач

 Задачи урока:

Образовательные: повторить понятия  естественной радиоактивности, периода полураспада,  закон радиоактивного распада.

Развивающие: развивать внимание и речь, совершенствовать навыки самостоятельной работы. Привить умение применять закон радиоактивного распада при решении задач.

Воспитательные  формировать целостное представление обучающихся о мире (природе, обществе и самом себе), о роли и месте физики в системе наук.

Оборудование:  компьютер учителя, мультимедийный проектор, Физика 7-11 Библиотека электронных наглядных пособий. “Кирилл и Мефодий”.

Ход урока

1. Орг.момент

2. Организация внимания учащихся

Тема нашего урока: Решение задач «Закон радиоактивного распада»

Сегодня мы вспомним закон радиоактивного распада и научимся применять этот закон при решении задач

3. Актуализация опорных знаний

Прежде чем перейти к решению задач, предлагаю проверить как вы к этому готовы.

Фронтальный опрос:

1. Что называют радиоактивностью?

Ответ: способность атомов некоторых химических элементов к самопроизвольному распаду

2.Что называют периодом полураспада?

 Ответ: Период полураспада Т — это время, в течение которого распадается половина начального числа радиоактивных атомов.

3.Выведите математическую форму закона радиоактивного распада.

Ответ: Пусть число радиоактивных атомов в начальный момент времени (t =0) равно N0. Тогда по истечении периода полураспада это число будет равно 

Спустя еще один такой же интервал времени это число станет равным:

По истечении времени t = nТ, т. е. спустя n периодов полураспада Т, радиоактивных атомов останется:

Поскольку   то

4. Решение задач

Задача 1. Период полураспада изотопа кислорода  составляет 71с. Какая доля от исходного большого количества этих ядер остаётся нераспавшейся через интервал времени, равный 142 с?

Решение.

Формула радиоактивного распада имеет вид:

,

где  - период полураспада;  - время распада;  - начальная концентрация изотопа (масса изотопа). Чтобы найти долю нераспавшихся ядер, нужно найти отношение , получим:

%.

Задача 2. Период полураспада T изотопа висмута  равен пяти дням. Какая масса этого изотопа осталась через 15 дней в образце, содержавшем первоначально 80 мг ?

Решение.

Закон радиоактивного распада изотопа имеет вид:

,

где мг – начальный объем изотопа; t=15 дней – период распада; T=5 дней – период полураспада. Таким образом, получаем, что через 15 дней останется

 мг.

Задача 3. Дан график зависимости числа нераспавшихся ядер висмута  от времени. Чему равен период полураспада этого изотопа висмута?

Решение.

Период полураспада – это время, за которое распадается ровно половина начального объема ядер изотопа. Из графика видно, что начальное число ядер равно . Половина от этого числа  соответствует моменту времени t=750 мин, следовательно, это и есть период полураспада.

Ответ: 750.

Задача 4. Из ядер эрбия  при -распаде с периодом полураспада 8 ч образуются ядра тулия с периодом полураспада 2 года. В момент начала наблюдения в образце содержится  ядер эрбия. Через какую из точек, кроме начала координат, пройдёт график зависимости от времени числа ядер тулия (см. рисунок)?

Решение.

Изначально, число ядер тулия равно 0. Затем, при ядерном распаде эрбия с периодом полураспада T за время t получаем число ядер тулия равное:

.

Найдем следующую точку для ядер тулия на графике. Рассмотрим точку 1. Для нее t=8 и число ядер тулия равно

.

Данная точка не подходит. Далее: для точки 2, t=16.  Для точки 3, t=24  .  Для точки 4, t=32

.

Из всех результатов подходит точка 4.

5. На дом

Задача 1. Период полураспада изотопа висмута  равен пяти дням. Какая масса этого изотопа осталась через 10 дней в образце, содержавшем первоначально 80 мг ?

Решение.

Закон радиоактивного распада изотопа имеет вид: ,

где мг – начальный объем изотопа; t=10 дней – период распада; T=5 дней – период полураспада. Таким образом, получаем, что через 10 дней останется    мг.

Задача 2. На рисунке представлен график изменения числа ядер находящегося в пробирке радиоактивного изотопа с течением времени. Каков период полураспада этого изотопа?

Решение.

Из графика видно, что изначально объем ядер был равен . Половина от этого числа      соответствует моменту времени t=2 месяца, следовательно, это и есть период полураспада.