Урок:Радиоактивные превращения атомных ядер. Закон радиоактивного распада.
методическая разработка по физике (9 класс)

№

Этап урока

 Приемы и методы

Время,мин

1

Организационный момент

Беседа. Словесный метод.

2 мин

2

Контроль знаний.

Контроль знаний. Словесный метод. Фронтальный опрос. Проверка домашних задач.

10 мин

3.

Актуализация знаний

Демонстрационный эксперимент. Выступление учащихся.

5 мин

4

Изучение нового материала.

Демонстрация презентаций.

Объяснение.

25 мин

5

Закрепление материала и обобщение знаний (рефлексия)

Словесный метод. Тестовые задания. Решение задач.

5 мин

6

Домашнее задание.

Составление опорного конспекта. Задача.

2 мин

№

этапа

Деятельность преподавателя

Деятельность обучающегося

1.

Самоопределение к учебной деятельности. Цель: мотивировать учащихся к учебной деятельности

Приветствую учащихся, проверяю их готовность к уроку, отмечаю отсутствующих. Проверка домашнего задания – устным опросом, выборочно проверка тетрадей.

Организую проверку домашнего задания:

По цепочке учащиеся отвечают на вопросы в конце §56

Задание1.

Рассказать о противоречиях планетарной модели Э.Резерфорда.

Задание 2 .

Сформулировать постулаты Н.Бора

Индивидуально выданы кроссворды по явлению радиоактивности, которые обучающиеся разгадывают на протяжении всего урока. (см Приложение 1)

Приветствуют учителя, проверяют свою готовность к уроку.

Решают и заполняют таблицу

2.Актуализация опорных знаний и жизненного опыта. Постановка учебной задачи 

Предлагаю обучающимся поделиться своими достижениями в изучении раздела “Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер.”

- Достаточно ли у вас знаний о строении вещества?

Формулирую учебную задачу: сформировать понятие о радиоактивности и радиоактивных превращениях атомных ядер, о зарядовом и массовом числах, правило смещения и  законе радиоактивного распада.

Выступают с кратким сообщением перед группой

- На последних уроках я узнал ...

-Я научился ...

- Я понял суть таких понятий ...

Осознают важность решения поставленной учебной задачи

3.Сообщение темы. Постановка цели и задач урока

Сообщает  тему урока. Организует совместное с обучающимися формулирование  задач урока.

- Внимательно прочитайте тему урока.

- Чем будете заниматься на уроке?

-Как бы вы сформулировали задачи урока исходя из темы?

Записывают в тетрадь тему урока.

Участвуют в формулировании целей и задач урока:

-усвоить суть явления радиоактивности и радиоактивных превращениях атомных ядер;

-знать понятие зарядового и массового числа;

-усвоить правило смещения;

-вывести закон радиоактивного распада.

3.3

Мотивация к учебной деятельности

Задаю мотивирующие вопросы.

-Чем меня заинтересовала тема урока?

-Почему важно достигнуть поставленных целей и задач урока?

-Какова моя цель на уроке?

Отвечают на мотивационные вопросы. Создают условия для успешной учебной деятельности

4.

Создание ситуации затруднения. Изучение нового материала

Организую обсуждение проблемного вопроса:

Открытие естественной радиоактивности – как явления, доказывающего сложный состав атомного ядра, - произошло благодаря счастливой случайности, когда Анри Беккерель обнаружил, что химический элемент уран самопроизвольно излучает ранее невидимые лучи.

Что же происходит с веществом при радиоактивном излучении?

1) Удивительное постоянство, с которым радиоактивные элементы испускают излучение. На протяжении суток, месяцев, лет интенсивность излучения заметно не изменяется.

2)Радиоактивность сопровождается выделением энергии, и она выделяется непрерывно на протяжении многих лет. Откуда же берётся энергия? При радиоактивном превращении вещество  испытывает глубокие изменения. Было сделано предположение, что превращения  претерпевают сами атомы.

В дальнейшем было обнаружено, что в результате атомного превращения образуется вещество совершенно нового вида, полностью отличное по своим физическим и химическим свойствам от первоначального. Это новое вещество, само так же неустойчиво и испытывает превращения с испусканием характерного радиоактивного излучения. Так Французскими учеными Пьером и Мари Кюри в конце 19 века были открыты  новые химические элементы: радий (что в переводе с греческого означает лучистый) и торий. Мари Кюри (Складовская) и Пьер Кюри первыми проникли в строго охранявшиеся природой тайны вещества. Работа, приведшая к  открытию, обессмертившему  их имена, началась с того момента, когда молодая полька Мари Складовская после окончания Парижского университета (Сорбонны) заинтересовалась таинственным излучением минералов, содержащих уран.  Четыре года понадобились учёным, чтобы получить из восьми тонн отходов урановой смолки первый в мире  дециграмм чистого хлористого радия, оценивавшийся тогда в 75000 франков [2]. За работы в области радиоактивности Мари Кюри была дважды награждена нобелевской премией. В дальнейшем на протяжении многих лет Мари Кюри возглавляла кафедру  радиоактивности в институте радия в Париже. Явление радиоактивности привлекало внимание многих учёных.

В 1903 г. Эрнест Резерфорд и его помощник Фредерик Содди, обнаружили, что радиоактивный элемент радий в процессе -распада (т.е. самопроизвольного излучения -частиц) превращается в другой химический элемент – радон.

Радий и радон отличаются по своим физическим и химическим свойствам. Радий-металл, при нормальных условиях он находится в твёрдом состоянии, а радон – инертный газ. Атомы этих химических элементов отличаются массой, зарядом ядра, числом электронов в электронной оболочке. Они по разному вступают в химические реакции.

После того как в 1911г. Резерфордом была предложена ядерная модель строения атома, стало очевидным, что именно ядро претерпевает изменения при радиоактивных превращениях. Реакция -распада ядра атома радия с превращением его в ядро атома радона записывается:

,

где знаком обозначается ядро атома радия, знаком -ядро атома радона и знаком --частица, или, что то же самое, ядро атома гелия (ядро атома обозначается с помощью химического символа атома, которому оно принадлежит).

Число, стоящее перед буквенным обозначением ядра сверху, называют массовым числом, а снизу – зарядовым числом (или атомным номером).

Массовое число ядра атома данного химического элемента с точностью до целых чисел равно числу атомных единиц массы, содержащихся в массе этого ядра.

.

Зарядовое число ядра атома данного химического элемента равно числу элементарных электрических зарядов, содержащихся в заряде этого ядра.

Наименьшим электрическим зарядом обладает электрон

. Заряд ядра- положительный.

Зарядовое число равно заряду ядра, выраженному в элементарных электрических зарядах. Оба эти числа – массовое и зарядовое –всегда целые и положительные. Они не имеют размерности, поскольку указывают, во сколько раз масса и заряд ядра больше единичных. Итак, любой химический элемент можно записать в следующем виде: .

Ядро любого химического элемента состоит из протонов и нейтронов:.

 В процессе радиоактивного распада выполняются законы сохранения массового числа и зарядового. - частица представляет собой ядро атома гелия: .

Таким образом, открытия показали, что ядра атомов имеют сложный состав, т.е. состоят из частиц.

Радиоактивность-это способность некоторых атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра с испусканием частиц.

Радиоактивные превращения протекают по типу , - и  распадов. Для них справедливо правило смещения:

Уравнения поясняют опыты Резерфорда по расщеплению радиоактивного излучения в магнитном поле.   и  распад сопровождаются излучением нейтрино .

Явление радиоактивности описывается законом радиоактивного распада. T – период полураспада – время за которое распадается половина исходных атомов.

Пусть число радиоактивных атомов N0, время t=0.

Через  =T число не распавшихся ядер        N=N0/2

Через t2=2T    останется                                  N=N0/22,

Через t3-=3T  таких ядер окажется                N=N0/23— и т. д.

Следовательно, в конце промежутка времени  t= nT  число не распавшихся ядер останется N=N0/2n . Так как n=t/T, то . Это закон, которому подчиняется распад большого количества радиоактивных ядер.

У радиоактивных элементов Т имеет различную величину, например,  имеет период полураспада Т=1,4.1010 лет, а у криптона  период полураспада Т=1,4 с. У искусственно созданных элементов с Z > 100 период полураспада составляет сотые и тысячные доли секунды.

слушают презентацию.

В тетрадях ведут конспект урока.

Принимают участие в обсуждении проблемного вопроса.

Осуществляют поиск информации в Интернете и других источниках информации.

Проводят исследование.

Записывают реакцию.

Выясняют суть понятий «массовое число», «зарядовое число», «холодильник», «цикл».

Анализируют определение:

- 1 а.е.м.

-

Записывают обозначение протонов и нейтронов.

Анализируют состав атомного ядра.

Записывают новое определение радиоактивности.

Вспоминают силу, действующую на заряженные частицы в магнитном поле.

Анализируют правило смещения для и

распада.

Записывают вывод закона радиоактивного распада.

Понимают статистический смысл закона.

Сообщения обучающихся.

5.1 Закрепление изученного материала

Организую конкурс на лучший вопрос по изученному на уроке материалу.

Придумывают вопросы. Определяют лучший вопрос.

Например:

-Что представляют собой ,и частицы ?

-Что называется периодом полураспада?

5.2.Выполнение задания

Задача 1 из Упр 50

Определите массу (в а.е.м. с точностью до целых чисел) и заряд ( в элементарных зарядах) ядер атомов следующих химических элементов: углерода    , лития     , кальция .

Ответ на опережение обучающегося:

Решают задачи.

5.3. Рефлексия учебной деятельности

Организую подведение итогов урока обучающимися, размышление над вопросами:

-Понял ли я суть явления радиоактивности?

-Достиг ли я поставленных целей задач урока?

-Появилось ли у меня желание заниматься самообразованием?

-Что было непонятно на уроке?

1)Формулируют конечный результат своей работы на уроке.

2)Называют основные позиции нового материала и как они его усвоили.

3) Проводят самооценку, рефлексию.

6. Домашнее задание

Учебник §58, упр 50 [1]

Учебное пособие по физике, Тест №14 вар 1, к/р № 11 (1-4) [3]

Выбирают задания для домашней работы.

Записывают домашнее задание