Закон радиоактивного распада . Период полураспада.
план-конспект урока по физике (9 класс)

Тема: Закон радиоактивного распада . Период полураспада.

Цель урока. Закрепить знания учащихся о явлении радиоактивности; ввести физические понятия «период полураспада»; вывести единицы периода полураспада; изучить закон радиоактивного распада.

Содержание опроса. 1. Что такое ядерный реактор? 2. Каково устройство ядерного реактора? 3. В чем заключается управление ядерной реакцией? 4. Для чего нужны регулирующие стержни? 5. Какие функции выполняет вода в первом контуре реактора? 6. Какие процессы происходят во втором контуре реактора? 7. Какие преобразования энергии происходят при получении электрического тока на АЭС? 8. Назовите основные преимущества АЭС перед другими видами электростанций. 9. Назовите три основные проблемы, которые позволяют критиковать ядерную энергетику.

Содержание нового материала. Физические величины: Период полураспада радиоактивных веществ. Закон радиоактивного распада.

Закрепление материала. Вопросы после § 61.

Домашнее задание. § 61. Решить задачу 2059 из Сборника. Подготовить доклад о биологическом действии радиоактивных излучений, используя дополнительную литературу.

Планируемые результаты обучения

Метапредметные: овладеть навыками самостоятельного приобретения знаний, самостоятельно находить, анализировать и отбирать информацию с использованием интернет-ресурсов и дополнительной литературы при подготовке доклада «Биологическое действие радиации»; уметь выражать свои мысли и высказывать их при дискуссии.

Личностные: сформировать познавательный интерес и творческую инициативу, самостоятельность в приобретении новых знаний и практических умений по изучению закона радиоактивного распада; сформировать ценностное отношение друг к другу, к учителю, к результатам обучения; уметь принимать решения и обосновывать их, оценивать результаты своих действий, проявлять инициативу.

Общие предметные: уметь докладывать о результатах теоретических исследований и четко отвечать на вопросы после параграфа.

Частные предметные: называть физические величины: период полураспада; понимать физический смысл закона радиоактивного распада; применять полученные знания в повседневной жизни.

ХОД УРОКА

Оргмомент

(приветствие учащихся, проверка подготовки к уроку)

Знакомство с эпиграфом к уроку:

О, сколько нам открытий чудных
Готовит просвещенья дух
И опыт, сын ошибок трудных
И гений, парадоксов друг
И случай, бог изобретатель.
А.С. Пушкин (Презентация)

1. Актуализация знаний

• Проверка домашних тестов

Устная работа.

• Расскажите о составе атома

Решение задачи №1 из упражнения 43.

2. Повторение

Атом имеет сложное строение. Ядро атома состоит из протонов и нейтронов. В результате атомного превращения образуется вещество совершенно нового вида, полностью отличное по своим свойствам от первоначального вещества. В 1903 году появилась совместная работа Резерфорда и Содди об изучении радиоактивности радия.

Ф.Содди заметил, что радий в процессе α-распада превращается в другой химический элемент – радон. В 1919 году Э.Резерфорд провел первую искусственную ядерную реакцию.

Таблица “Сравнение свойств радия и радона”

Далее записываются правила смещения Ф.Содди. 

1. XAZ= YA-4Z-2+ He42
2. XAZ= YAZ+1+ e0-1 

Формулировку правил читают по учебнику. (235 стр.)Устно, используя таблицу Д.И. Менделеева, определяют, какие вещества могут образоваться при α- распаде из урана, плутония, полония, а также какие вещества образуются из тех же элементов при β-распаде.

Учитель формулирует закон сохранения массового и зарядового числа, учащиеся повторяют формулировку и записывают в тетрадь: Сумма зарядов (массовых чисел) продуктов распада равна заряду (массовому числу) исходного ядра.

111 Открытие нового материала (презентация)

Можно практически с полной достоверностью предсказать, сколько атомов независимо друг от друга распадется за некоторый промежуток времени. Например, половина атомов радона распадется за 3,82 дня. Чем  больше N (количество атомов в начальный момент времени), тем точнее это предсказание.

Период полураспада - промежуток времени, за который распадается половина первоначального числа атомов.

Чем меньше период полураспада, тем быстрее происходит распад.

Период полураспада не зависит от начального числа частиц.

В начальный момент времени (t=0)количество атомов – N .

Через период     полураспада T – N /2 атомов. Через t = 2T число, нераспавшихся радиоактивных атомов – N /2 * ½ =

Значит N = N0 21/2          .

3. Физкульминутка

Учащиеся выполняют гимнастику для глаз.

4. Работа с текстом (читательская грамотность)

Радиоактивность. Закон радиоактивного распада.

Радиация – один из многих естественных факторов окружающей среды, радиоактивность – неотъемлемый элемент нашего бытия, который в условиях научно-технического прогресса, эксплуатации различных ядерных установок (в том числе реакторов АЭС) приобрел важное значение в проблеме безопасности жизни и людей. Радиоактивность  открыл А. Беккерель в 1896г, когда он обнаружил собственное излучение солей урана (а не люминесцентное), интенсивность которого: растет с увеличением концентрации урана в соединении; не зависит от давления и температуры; не изменяется под действием электрического и магнитного полей; не зависит от вида химического соединения, в которое входит уран.

        В 1898г. Мария Склодовская-Кюри доказала наличие подобного излучения у тория, а затем она и Пьер Кюри открыли новые излучающие элементы: полоний и радий, после чего она ввела в физику понятие «радиоактивность».

В 1899 году  Э. Резерфорд установил, что радиоактивное излучение неоднородно и состоит из двух компонент, имеющих разную проницаемость; лучи с малой проницаемостью он назвал α – (альфа) лучи – это дважды ионизованные атомы (ядра) гелия α – (частицы); β – (бетта) лучи – поток быстрых электронов;  γ – (гамма) лучи – электромагнитные волны высокой частоты.

В 1902 – 1903 гг. Э.Резерфорд и Ф. Содди установили закон радиоактивного распада, говорящий о том, что если радиоактивное вещество имеет начальное количество радиоактивных атомов в начальный момент времени, то через некоторое время таких атомов в нем останется меньше (остальные распадутся). Этот закон описывает процессы, происходящие в микромире, и носит статистический характер.

Статистический, вероятностный характер носят процессы внутри радиоактивных атомных ядер. Период полураспада – статистическая величина. Все ядра одного радиоактивного изотопа совершенно одинаковы. Любое из них с одинаковой вероятностью может распасться в любой момент времени, и распад каждого ядра никаким образом не влияет на распады других ядер. Распад ядра – случайное событие. Предсказать, когда произойдет распад данного атома, невозможно. Математически оценить можно лишь вероятность распада атома (ядра) в конкретный момент времени.

Значение периода полураспада для разных веществ (и их изотопов) колеблется в очень широких пределах – от миллионных долей секунды до миллиардов лет. Чем быстрее распадается ядра, тем меньше период полураспада, больше скорость радиоактивного вещества, а это говорит о том, что вещество обладает большой радиоактивностью.

Вот почему при ядерной аварии (в частности, Чернобыльской) период «йодной опасности» невелик Т = 8,05 сут, «цезиевой» продолжителен Т = 30,2 лет. Во время распада ядер цезия излучаются быстрые электроны β – (бета) лучи и короткие электромагнитные волны γ – (гамма) лучи, которые ионизируют атомы вещества и изменяют функционирование клеток в тканях организма, в чем заключается опасность радиоактивных элементов.

Таким образом, на основе закона радиоактивного распада можно утверждать только то, что за время, равное периоду полураспада распадается в среднем (приблизительно) половина имеющихся радиоактивных ядер. Чем больше атомов, тем точнее выполняется закон. При малом же их количестве неизбежными будут отклонения от средних значений, чем меньше атомов, тем отклонения будут заметнее.

Задание №1 низкий уровень

Что описывает закон радиоактивного распада?

1. этот закон описывает процессы, происходящие в микромире
2. этот закон описывает процессы, происходящие в макромире
3. этот закон описывает процессы, происходящие в макро- и микро- мирах

Ответ: A. этот закон описывает процессы, происходящие в микромире

Задание №2 средний уровень        

        Исследования показали, что радиоактивные элементы могут иметь самые различные периоды полураспада – от миллионных долей секунды до миллиардов лет. Но период полураспада для каждого данного вещества определенный, и не изменяется при изменении внешних условий

( давления, температуры и.т.д.)

Какой из материалов менее радиоактивен из всех представленных?

Объясните, почему вы так считаете.

Ответ: 1) Торий

              2) Период большой распад идет медленнее т.к. скорость распада радиоактивного вещества маленькая.

Задание №3 выше среднего уровень

Среди загрязнений, вызванных аварией на ЧАЭС наиболее опасен цезий —   с периодом полураспада 30 лет. Через какое время, его активность уменьшится в 8 раз?

Компетенция: научно объяснять явление (процесс)

Выберите все верные утверждения

Задание №1

Ответ: верные утверждения  либо а) либо б)…

Критерий оценивания:

Компетенция: интерпретация информации

Используя рисунок с текстом, дайте развернутый ответ.

Задание №2

Ответ: выбор и описание

Критерий оценивания:

Компетенция: умение работать с формулами при решении задачи – интерпретация информации

Задание №3

Ответ: развернутое решение задачи

Критерий оценивания:

5. Самостоятельная работа в парах

17-22 стр 9 класс ЕНГО Вариант 8

6. Рефлексия

Мне было интересно…

Я хочу узнать..

Мне скучно, потому что..

7. Итоги урока

Итак, мы узнали интересные факты. Вы активно выполняли задания, работали устно и письменно, получили оценки. Молодцы! Спасибо! До свидания!

7. Домашнее задание

Параграф 67, упражнение 51, Сообщение по выбранной теме

Биологическое действие радиации

Подготовиться к мини-конференции.