методические разработки

Департамент образования и науки Кемеровской области

Государственное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

«КУЗНЕЦКИЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»

Методическая разработка раздела

"Физика атомного ядра"

(с использованием ИКТ - технологий)

учебной дисциплины

ФИЗИКА

основной образовательной программы (ОПОП)

Для специальностей

 «Металлургия черных металлов»

 «Обработка металлов давлением»

«Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и  электромеханического оборудования в металлургии»

«Автоматизация технологических процессов и производств в  металлургии»

«Организация перевозок и управления на железнодорожном транспорте»                        

«Информационные технологии»

Разработал:

Преподавательфизики

Гокова И.Г

Новокузнецк, 2015

СОДЕРЖАНИЕ

1. Пояснительная записка

2. Уровни усвоения содержания учебного материала раздела «Физика атомного ядра»

3. Уровни усвоения содержания учебного материала раздела «Физика атомного ядра»

4. Материал для изучения и самостоятельные работы

5.Заключение

 6.Список литературы

1. Пояснительная записка

Методическая разработка раздела дисциплины «Физика» по разделу «Физика атомного ядра» учебного предмета  предназначена для изучения студентами 1 курса во время занятий, а также для восполнения знаний студентами, по какой-либо причине пропустившими данные занятия. Материал, представленный в данной разработке, соответствует программе общеобразовательной учебной дисциплины «физика» для профессиональных образовательных организаций, рекомендованной Федеральным государственным автономным учреждением «Федеральный институт развития образования» (ФГАУ «ФИРО») в качестве примерной программы для реализации основной профессиональной образовательной программы СПО на базе основного общего образования с получением среднего общего образования Протокол № 3 от 21 июля 2015 г. Регистрационный номер рецензии 384 от 23 июля 2015 г. ФГАУ «ФИРО».  

 Содержание методической разработки направлено на достижение следующих целей:

• освоение знаний о фундаментальных физических законах и принципах, лежащих в основе современной физической картины мира; наиболее важных открытиях в области физики, оказавших определяющее влияние на развитие техники и технологии; методах научного познания природы;

• овладение умениями проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты, выдвигать гипотезы и строить модели, применять полученные знания по физике для объяснения разнообразных физических явлений и свойств веществ; практически использовать физические знания; оценивать достоверность естественно-научной информации;

 • развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей в процессе приобретения знаний и умений по физике с использованием различных источников информации и современных информационных технологий;

 • воспитание убежденности в возможности познания законов природы, использования достижений физики на благо развития человеческой цивилизации; необходимости сотрудничества в процессе совместного выполнения задач, уважительного отношения к мнению оппонента при обсуждении проблем естественно-научного содержания; готовности к морально-этической оценке использования научных достижений, чувства ответственности за защиту окружающей среды;

• использование приобретенных знаний и умений для решения практических задач повседневной жизни, обеспечения безопасности собственной жизни, рационального природопользования и охраны окружающей среды и возможность применения знаний при решении задач, возникающих в последующей профессиональной деятельности.

 Данная методическая разработка способствует формированию у студентов компетенций, необходимых для качественного освоения ОПОП СПО на базе основного общего образования с получением среднего общего образования. В данной методической разработке предлагается материал к разделу  «Физика атомного ядра» физической теории «Квантовая физика». В методической разработке описываются цели и задачи раздела с учетом возрастных особенностей обучающихся 1 курса; планируются ожидаемые результаты освоения раздела программы; дается обоснование используемых образовательных технологий, методов, форм организации деятельности обучающихся.

Основная цель пособия – способствовать формированию у студентов

 ключевых учебных и личностных, а также развитию творческих   компетенций:

ОК 1 Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии

и проявлять к ней устойчивый интерес;

ОК 2 Организовывать собственную деятельность, исходя из цели и способов

достижения, определяемых руководителем;

ОК 3 Анализировать рабочую ситуацию, сущность и итоговый контроль,

оценку и коррекцию собственной деятельности, нести ответственность за

результаты своей работы;

ОК 4 Осуществлять поиск информации, необходимой для эффективного

осуществления профессиональных задач;

ОК 5 Использовать информационно-коммуникативные технологии

профессиональной деятельности;

ОК 6 Работать в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством,

коллегами;

Актуальность методической разработки заключается также в том, что содержание данного раздела отражено в Спецификации Обобщенного плана варианта КИМ ЕГЭ 2016 года по физике: задания А19 и А20 и А 21 базового уровня (с выбором ответа); А25 повышенного уровня части 3 (расчетные задачи); задание С6 высокого уровня.

3. Уровни усвоения содержания учебного материала раздела «Физика атомного ядра»

1. Знание и понимание

• Назовите ученых, работы которых лежат в основе физики атома и атомного ядра
• Приведите примеры опытов, обосновывающих научные представления о строении атома и атомного ядра
• Опишите физические явления:  внешний и внутренний фотоэффект, излучение и поглощение атомами энергии, естественная радиоактивность.
•  Сформулируйте постулаты Бора.
• Дайте определения физических понятий: изотопы, период полураспада, нуклоны, дефект массы, энергия связи атомных ядер.

2. Применение знаний (базовый уровень)

• Объясните происхождение линейчатого спектра атома водорода по Бору.
• Изобразите схему опытов Резерфорда по рассеянию альфа-частиц атомами.
• Перечислите способы наблюдения и регистрации заряженных частиц, отличительные свойства ядерных сил.
• Сформулируйте закон радиоактивного распада, связь массы и энергии.
• Перечислите виды радиоактивного распада и их воздействие на живые организмы.
• Перечислите методы познания, которые были использованы в процессе изучения основных понятий.
• 3. Применение знаний (повышенный уровень)
• Объясните принцип действия и использование лазера.
• Объясните физическую природу α-, β-, γ- излучений
• Изобразите принципиальную схему устройства и работы ядерных реакторов и атомных электростанций.
• Покажите роль физики в создании и совершенствовании лазеров, ядерных реакторов; перечислите особенности экологических проблем, связанных с их работой.
• Выделите в тексте используемого учебника основные категории научной информации (описание явления или опыта, постановка проблемы, выдвижение гипотезы, моделирование объектов и процессов; формулировка теоретического вывода и его интерпретация, экспериментальная проверка гипотезы или теоретического предсказания:

4. Материал для изучения и самостоятельные работы

Глоссарий по теме

Протон – стабильная элементарная частица, ядро атома водорода. Нейтрон – элементарная частица, не имеющая заряда. Протонно-нейтронная модель ядра Гейзенберга-Иваненко: ядро любого атома состоит из положительно-заряжённых протонов и электронейтральных нейтронов. Массовое число – сумма числа протонов Z и числа нейтронов N в ядре. Нуклоны – протоны и нейтроны в составе атомного ядра. Изотопы – разновидность данного химического элемента, различающиеся по массе атомных ядер, т. е. числом нейтронов. Ядерные силы – это силы притяжения между нуклонами в ядре. Дефект масс – разность масс нуклонов, составляющих ядро, и массы ядра

5. Теоретический материал для самостоятельного изучения

Проблемные вопросы:

1. Можно ли искусственным путем превратить один химический элемент в другой?
2. Почему алхимикам не удалось превратить один химический элемент в другой?
3. Какие силы существуют в ядрах атомов?

Опыты Резерфорда по исследованию строения атома

Еще греческие философы предполагали, что все вещества состоят из атомов. Первые научные доказательства существования атома  - наименьшего структурного элемента вещества, являющегося носителем его свойств, были установлены химика в ХIХ в. Д.И.Менделеев в 1869 г разработал Периодическую систему элементов, в которой показал периодичность свойств вещества и впервые на научной основе поставил вопрос  о единой природе атомов. Он писал: При всей видимой простоте дела ныне нет еще возможности утверждать какую-либо гипотезу, достаточно объясняющую этот закон периодичности…»

К. Кирхгоф и Р.Бунзен: каждому химическому элементу соответствует характерный, присущий лишь этому элементу набор спектральных линий в спектрах испускания и поглощения. Это означает, что свет испускается и поглощается отдельными атомами, а атом, в свою очередь, представляет собой сложную систему, способную взаимодействовать с ЭМ полем

Мысль об электронном строении вещества впервые высказал В.Вебер в1986г. Эту теорию развил Лоренц, который создал электронную теорию: электроны входят в состав атома.

В начале века в физике бытовали самые разные и часто фантастические представления о строении вещества. Например, ректор Мюнхенского университета Фердинанд Линдеман  в 1905 г утверждал, что атом кислорода имеет форму кольца, а атом серы – лепешки. Продолжала жить теория «вихревого атома» лорда Кельвина, согласно которой атом устроен подобно кольцам дыма, выпускаемым изо рта курильщика.

1897 г. Дж. Томсон, исследуя разряд в разряженных газах, термоэлектронную эмиссию и фотоэффект, доказал, что из атомов вырываются одинаковые заряженные частички – электроны.

1893 г – Дж Томсон – модель атома «пудинг с изюмом». Атом – положительно заряженная сфера радиусом 10 -11 м, в которую как изюминки  вкраплены электроны, колеблющиеся около своих положений равновесия.

Однако в физике уже более 200 лет принято правило: окончательный выбор между гипотезами вправе сделать только опыт.

В 1909 г Эрнест Резерфорд (1871 – 1937) со своими сотрудниками  - Гейгером и Марсденом поставили первый опыт.

1. Планетарная модель строения атома

     Скорость α — частицы при радиоактивном распаде порядка 2 · 107  м/с, исходя из чего можно вычислить ее кинетическую энергию — порядка 8 МэВ, что в 108 раз больше энергии теплового движения молекул. Поэтому данные частицы представляют собой эффективные «снаряды» для изучения структуры вещества.

     Пропуская пучок α – частиц (заряд +2, масса 6,64·10-27 кг)  через тонкую золотую  фольгу, Резерфорд обнаружил, что редкие частицы отражаются на большой угол, небольшая часть  отражается от фольги.

     Сколько атомов встречает на своем пути α — частица? Толщина золотой фольги 1 мкм, диаметр атома золота 1010, значит, на своем пути α — частица встретит порядка 104 атомов. Т.к. атомы плотно упакованы, а частица с ними не взаимодействует, следует вывод — атомы не являются сплошными.

       Согласно теории Томсона, эти α – частицы при взаимодействии  с атомами фольги должны отклоняться на малые углы порядка 20. Чтобы объяснить такие малые отклонения, нужно допустить, что в атомах фольги может возникать электрическое поле напряженностью свыше 200 кВ/см. За 2 года Гейгер и Марсден сосчитали более миллиона сцинтилляций и доказали, что назад отражается 1 α – частица из 8 тысяч. В результате опыта было установлено, что на 900 отклонялись 1/20000 частиц, на 1500 — 1/70000. Это доказывает, что α – частицы не могут отклоняться электронами. Они должны отклоняться кулоновскими силами от частиц, заряженных с ними одноименно.

    Для дальнейшего изучения теоретического материала воспользуйтесь Компьютерным курсом «Открытая физика 2.5»

По разделу «Ядерная физика» интересен наглядный показ представлений о строении ядра. Весьма поучителен модельный показ схемы опытов Резерфорда по рассеянию -частиц на атомах золотой фольги, сопровождаемый расчетным экспериментом по упругому рассеянию; обсуждение того факта, что некоторые частицы резко меняли направление своего движения. Эти опыты чрезвычайно важны, так как явились переломным моментом в доказательстве наличия в атоме положительного заряженного ядра, обладающего малыми размерами и очень большой плотностью.

Для рассмотрения состава атомных ядер в данном курсе используется схема опытов Резерфорда по обнаружению протонов в продуктах расщепления ядер.

Рисунок 1 Схема опыта Резерфорда.

В программе «Физика. TeаchPro» для изучения раздела «Ядерная физика» приводится схема опыта Резерфорда по рассеиванию -частиц.

Рисунок 2 Опыт Резерфорда по рассеиванию -частиц

1911 г – модель атома Резерфорда

Описание планетарной модели

1. Атом имеет ядро, размеры которого малы по сравнению с размерами самого атома.
2. В ядре сконцентрирована почти вся масса атома.
3. Отрицательный заряд всех электронов равномерно распределен по всему объему атома.

Расчеты показали, что частицы, которые взаимодействуют с электронами в веществе, почти не отклоняются. Если F = (qz·qя)/4πε0r2

Потенциальная энергия системы альфа- частица – ядро: W = -(qz·qя)/4πε0r

Или mαv2/2 ≤-(qz·qя)/4πε0r

Недостатки теории Резерфорда:

Не согласуется с наблюдаемой стабильностью атомов; противоречит законам классической физики; не объясняет наблюдаемые на опыте оптические спектры атомов, которые  состоят из узких спектральных линий, т.е. атомы излучают и поглощают ЭМ волны определенных частот.

Атомное ядро – положительно заряженная часть атома, в которой сосредоточена вся масса атома.

Состав атомных ядер: из нейтронов и протонов – нуклонов.

В 1919 году Резерфорд открыл протон при бомбардировке ядра атома азота α-частицами.

Это была первая ядерная реакция, проведённая человеком. Превращение одних атомных ядер в другие при взаимодействии их с элементарными частицами или друг с другом называют ядерной реакцией.

        Протон – стабильная элементарная частица, ядро атома водорода. Свойства протона:

или– символ протона.

     Нейтрон был открыт в 1932 г. Д. Чедвиком при облучении бериллия α-частицами. Нейтрон - элементарная частица, не имеющая заряда. Свободный нейтрон, который находится вне атомного ядра, живёт 15 минут. Потом он превращается в протон, испуская электрон и нейтрино – безмассовую нейтральную частицу.

Свойства нейтрона:

– символ нейтрона

Описание нуклонов

Каждому элементу соответствует свой спектр, позволяющий определить состав атомов.

Описание атомного ядра

Зарядовое число –число протонов в ядре, совпадает с порядковым номером химического элемента в Периодической системе элементов Ζ.

Массовое число – равно числу нуклонов в ядре А = Z+N, где N – число нейтронов

Заряд ядра –число электронов в атоме

Для дальнейшего изучения теоретического материала воспользуйтесь Компьютерным курсом «Открытая физика 2.5»

Модель «Ядерные превращения» демонстрирует различные типы ядерных превращений.

Рисунок 4 Модель «Ядерные превращения»

Модель «Синтез гелия» демонстрирует ядерные реакции, сопровождающиеся образованием гелия. Такие реакции протекают в ядрах горячих звезд, в том числе в солнечном ядре. Большинство реакций протекает в несколько этапов. Формула проходящего в данный момент этапа выделяется в нижнем окне красным цветом.

Рисунок 5. Модель «Синтез гелия»

 Модель Н.Бора представляет собой введение квантовых условий в модель Резерфорда, построенную на основе классических представлений и называется полуклассической, так как для расчета радиуса вращения электрона и энергии частиц используется второй закон классической механики Ньютона

mv2  / R = k е2  / R2,

 В то же время применяется квантовая теория излучения атома. Модель Бора объясняет устойчивость атома и линейчатый спектр излучения.

 В 1913 г.  Н.Бор:«Квантовая теория строения атомов.
1.Среди мыслимых состояний движения атомной системы имеется ряд так называемых стационарных состояний, относительно которых предполагается, что движение частиц в этих состояниях, подчиняясь в значительном объеме классическим механическим законам, отличается, однако, своеобразной механически необъяснимой устойчивостью, в результате которой следует, что всякое остаточное изменение движения системы должно состоять в полном переходе из одного состояния в другое.
2.В самих стационарных состояниях, в противоречие с классической электромагнитной теорией, излучения не происходит, однако процесс перехода между двумя стационарными состояниями может сопровождаться электромагнитным излучением, обладающим теми же свойствами, как излучение, посылаемое на основании классической теории электрической частицей, совершающей гармонические колебания с постоянной частотой. Эта частота ν не находится, однако, в простом отношении к движению частиц атома и определяется условием

hν = E' – E",

где h – постоянная Планка, E' и E" – значение атомной энергии в двух стационарных состояниях, образующих начальное и конечное состоянии процесса излучения. Обратно, освещение атома электромагнитными волнами этой частоты может привести к процессу поглощения, переводящее атом из конечного состояния в начальное».

     Электрон согласно модели Н. Бора в атоме водорода вращается вокруг ядра, не излучая энергию, если на его орбите укладывается целое число длин волн де Бройля λ

nλ = 2πrn, n = 1, 2, 3,...

Расчет энергии атома проводится согласно условию квантования орбит:

    m v r = n h / 2 π

Разным разрешённым орбитам  соответствуют  энергии электронов En

      n = 1, 2, 3,...

Энергия атома отрицательна и может принимать лишь определенные значения, обратно пропорциональные квадрату квантового числа:

  Еn = Е0/ n2

Радиус первой боровской орбиты атома водорода r1≈ 0.53·10-8см. Электромагнитное взаимодействие электронов и атомных ядер определяет энергию связи и размеры атомов, размеры молекулярных структур.

Э.Резерфорд, 1914 г.:«Из рассмотрения атомов водорода и гелия, где водород имеет один электрон, а гелий — два, очевидно, что число электронов не может быть всегда точно равно половине атомного веса. Это приводит к интересному предположению, которое высказал Ван-де-Брок, что число единиц заряда ядра, а, следовательно, число внешних электронов, должно быть равно номеру места, которое занимает элемент по порядку возрастания атомного веса. С этой точки зрения заряды ядер водорода, гелия и углерода должны быть соответственно равны 1, 2, 6 и т.д. для других элементов, если только мы не пропускаем каких-либо элементов. Эта точка зрения была принята Бором в его теории простых атомов и молекул».

   В пользу модели атома Бора свидетельствовали измеренные учеником Э. Резерфорда Г. Мозли длины волн характеристического рентгеновского излучения. Согласно модели Бора энергия электронов на первой боровской орбите атома должны быть пропорциональная квадрату заряда ядра

   
    В 1913 г. Н. Бор вычислил постоянную Ридберга, используя известные в то время значения констант m − масса электрона, e − заряд электрона, c − скорость света и ћ − постоянную Планка и получил прекрасное совпадение с величиной, полученной на основе спектроскопических измерений. Это в значительной мере способствовало признанию атомной модели Бора.

1913 г. Н. Бор. Квантовая модель атома

Орбиты модели атома Бора. Схема уровней атома водорода.Спектры излучения атома водорода

     Спектр излучения свободных атомов водорода характеризуется определенным набором частот ЭМ излучения.

Структура атома только косвенно проявляется при излучениях  атома. Спектральные линии всех элементов можно разбить на ряд серий

Структуры соответствующих серий, относящиеся к различным химическим элементам, схожи между собой. Удалось установить, что частоты спектральных линий атома водорода (или водородоподобных атомов) выражаются формулой:

 В1885 г. Бальмер нашел формулу, описывающую распределение спектральных линий

       Спектр излучения свободных атомов водорода характеризуется определенным набором частот ЭМ излучения, которые выражаются формулой И. Бальмера, установленной в 1885

λ – длина волны, R = 1,1*10 7 1/м – постоянная Ридберга, п – 1,2,3…;

m – п+1, п+2 …

1/λ – волновое число.

 В начале ХХ века в УФ области была обнаружена группа линий , описываемая формулой: серии Лаймана, Бальмера, Пашена и т.д.

С увеличением п линии сближаются, п = бесконечности определяет границу серии .

Закономерности линейчатых спектров атомов получены эмпирически и противоречат классической теории атома.

2. Закономерности в атомных спектрах

        Атом невозможно изучать непосредственно из-за малых размеров. Поэтому используются косвенные методы изучения явлений, связанных с его внутренним строением. Установлены общие закономерности в характере спектров и найдены эмпирические закономерности, которым они подчиняются.

Структуры соответствующих серий, относящихся к различным химическим элементам, схожи между собой

Строение ядра

       В 1932 году советский физик Д. Д. Иваненко и немецкий физик В. Гейзенберг выдвинули гипотезу о протонно-нейтронном строении ядра. Справедливость этой гипотезы была доказана экспериментально. Согласно этой модели ядра состоят из протонов и нейтронов. Так как атом не имеет заряда, т.е. электрически нейтрален, число протонов в ядре равно числу электронов в атомной оболочке. Значит, число протонов в ядре равно порядковому номеру химического элемента Z в периодической таблице Менделеева. Сумму числа протонов Z и числа нейтронов N в ядре называют массовым числом и обозначают буквой А:

Ядерные частицы – протоны и нейтроны – называют нуклонами. Радиус ядра находится по формуле:

Изотопы – разновидность данного химического элемента, различающиеся по массе атомных ядер, т. е. числом нейтронов.

Устойчивость ядер зависит от отношения числа нейтронов к числу протонов.

Ядерные силы – это силы притяжения между нуклонами в ядре. Это самые мощные силы в природе, их ещё называют «богатырь с короткими рукавами». Они относятся к сильным взаимодействиям. Свойства ядерных сил:

1) это силы притяжения;

2) примерно в 100 раз больше кулоновских сил;

3) зарядовая независимость;

4) короткодействующие, проявляются на расстояниях порядка 10-12-10-13 см;

5) взаимодействуют с конечным числом нуклонов.

Масса любого атомного ядра всегда меньше, чем масса составляющих его частиц:

Дефект масс - разность масс нуклонов, составляющих ядро, и массы ядра:

Энергия связи – это минимальная энергия, необходимая для полного расщепления ядра на отдельные частицы:

Удельная энергия связи – это полная энергия связи ядра, деленная на число нуклонов:

Это интересно…

Молодой физик Эрнест Резерфорд около ста лет назад разобрался в явлении ионизации газов только что открытыми радиоактивными веществами. В своих опытах в роли электроскопа, быстро разряжавшегося при ионизации воздуха, он использовал ... шелковую кисточку. Резерфорд приводил её в рабочее состояние, поглаживая ее основания «теплым сухим кисетом» для табака. Вот это уровень экспериментальной техники всего лишь вековой давности!

Алхимикам не удалось преобразовать ядра атомов, т.е. из одного химического элемента получить другой, потому что энергия связи в ядрах (в расчете на одну частицу), примерно в миллион раз (!) превышает химическую энергию связи атомов между собой.

В 1915 году американский физик Уильям Харкино первым сделал предположение, что устойчивость атомных ядер обеспечивается энергией связи. Он также первым ввёл понятие «дефект масс».

Английский же ученый Фрэнсис Астон сконструировал масс-спектрограф. На нём он сделал точнейшие измерения. И в 1927 году построил кривую, которая описывает энергию связи. Более устойчивы к распаду и имеют большие значения энергии связи ядра атомов, которые содержат определенные, так называемые магические, числа протонов и нейтронов. В подмосковной Дубне был получен 114-й химический элемент при поисках таких стабильных ядер.

     Для дальнейшего изучения теоретического материала воспользуйтесь Компьютерным курсом «Открытая физика 2.5» Модель «Энергия связи ядер».

Рисунок 3 Модель «Энергия связи ядер»

Модель «Ядерный реактор» используется для демонстрации превращения энергии атомного ядра в электрическую энергию.

Рисунок 4 Модель «Ядерный реактор»

Рисунок 6 - и - распад

Показ данного фрагмента сопровождается объяснением условий для протекания цепной ядерной реакции:

Рисунок 7 Анимация деления ядер урана

Демонстрация природы ядерных сил дополняет естественно - научную картину мира:

Рисунок 8 Природа ядерных сил

Интерактивный объект демонстрирует особенности строения ядра:

Рисунок 9 Строение ядра атома

Рассматривается природа искусственных радиоактивных превращений:

Рисунок 10 Радиоактивное превращение азотА

Примеры и разбор решения заданий

1. Заполните пропуски в таблице:

Решение:

Медь: N = 35, A = 64, Z = A – N, Z = 64 – 35 = 29;

Бор: Z = 5, A = 11, N = A – Z, N = 11 – 5 = 6;

Цинк: Z = 30, N = 35, A = Z + N, A = 30 + 35 = 65.

Ответ:медь: Z = 29; бор: N = 6; цинк: A = 65.

2. Соедините попарно элементы двух множеств:

Правильный вариант:   заряд протона = 1,6 ∙ 10-19 Кл;     заряд нейтрона = 0;                                    заряд электрона = - 1,6 ∙ 10-19 Кл.

Решение задачи   Вычислите дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра 714N, Mа= 14,00307 а.е.м.
1 а.е.м. = 1,66057  ⋅10−27кг,   М(11H)=1,6736⋅  10−27кг

Самостоятельная работа №1

Тема: Модели атома Резерфорда и Бора

Вариант 1

4. Физическая сущность 1 постулата Бора – правила стационарных состояний атома
5. Наименьший радиус орбиты электрона в невозбужденном атоме водорода  = 5,29*10 -11м. Определить радиус орбиты электрона и его линейную скорость в атоме водорода, когда электрон находится на  третьем энергетическом уровне.
6. Почему электрическая проводимость полупроводников повышается при облучении их светом?

Указание: Радиус п-й орбиты возбужденного состояния атома водорода rп = r1п2, где r1 – наименьший радиус орбиты электрона, соответствующий нормальному (невозбужденному) состоянию. Линейная скорость электрона на орбите у атома водорода определяется по формуле v = ħп / (mеrп), где ħ = h /2π = 1,02*10-34 Дж*с, п – главное квантовое число или порядковый номер стационарного состояния атома, mе – масса электрона.

Вариант 2

1. Физическая сущность 2 постулата Бора – правила частот?

2. Энергия атома водорода в нормальном состоянии Е = -13,53 эВ. Определить энергию кванта и длину волны излучения, поглощенного атомом водорода, если при этом электрон перешел с первого на третий энергетический уровень.

3. Принципиальная схема устройства фоторезистора и каковы его преимущества и недостатки при эксплуатации.

Указание: Энергия электрона на п – й орбите стационарного состояния атома водорода определяется по формуле Еп = Е1 / п2.

Вариант 3

1. Какую минимальную энергию необходимо сообщить атому водорода, находящемуся в нормальном состоянии, чтобы он, поглотив ее, ионизовался? Энергия атома водорода  в нормальном состоянии Е1= -13,53 эВ.
2. Определите длину волны электромагнитного  излучения атома водорода, если он при этом перешел со второго на третий  энергетический уровень? Энергия атома водорода в нормальном состоянии Е = -13,53 эВ.
3. Принципиальная схема устройства и принцип действия кремниевого фотоэлемента.

Указание: Энергия электрона на п – й орбите стационарного состояния атома водорода определяется по формуле Еп = Е1 / п2.

Вариант 4

1. При каком условии электрон, связанный  с атомом, не излучает энергию?
2. Какой длины волну электромагнитного излучения поглотил атом водорода, если при этом он перешел со второго  на  третий энергетический уровень? Энергия атома водорода в нормальном состоянии Е = -13,53 эВ.
3. Красная граница фотоэффекта у цезия равна 653 нм. Определить скорость вылета электронов при облучении цезия оптическим излучением с длиной волны 500 нм.

Указание: Энергия электрона на п – й орбите стационарного состояния атома водорода определяется по формуле Еп = Е1 / п2.

Квантовые генераторы

1. В 1917 г Эйнштейн предсказал возможность индуцированного (вынужденного) излучения света атомами. Индуцированным излучением называется изменение возбужденных атомов под действием падающего на них света.

1940 г советский физик А. Фабрикант указал на возможность использования явления вынужденного излучения для усиления ЭМ волн..

1954 г советские ученые Басов Н.Г. и Прохоров А.М. и независимо от них американский физик Таунс Ч. Использовали явление для создания микроволнового генератора радиоволн.

1960 г. Мейнап Т.Г. (США)  создан первый лазер – квантовый генератор электромагнитных волн в видимом диапазоне излучения.

Устройство рубинового лазера

При вспышке лампы накаливания на рубиновый стержень падают фотоны различной частоты. В стержне возникают колебанияАтомы, поглотив часть фотонов, переходят в возбужденное состояние. Возникает вынужденное излучение, которое распространяется вдоль оси стержня и усиливается при многократном отражении от зеркал.. В результате возникает мощное монохроматическое излучение – пучек света, часть которого выходит через полупрозрачное зеркало. Длительность излучения пучка – в течении 10-3с.

Свойства лазерного излучения

1. Малый угол расхождения пучка света
2. Исключительная монохроматичность.
3. Самый мощный источник света 1014 Вт/с, Солнце – 7*103 Вт/с.
4. КПД – 1%

Применение:

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     1. связь в космическом пространстве.

2. Испарение материалов в вакууме.
3. Резка стальных листов, раскрой ткани, хирургические операции

Самостоятельная работа №2

Тема: Радиоактивность

Вариант 1

1. Явление люминесценции. Правило Стокса.
2. Какова длина волны де Бройля альфа-частицы, летящей со скоростью 105 м/с? Масса альфа-частицы 6,64*10-27 кг.

Вариант 2

1. Понятие индуцированного излучения. Свойства лазерного излучения.
2. Люминофор поглощает ультрафиолетовое излучение с длиной волны 250 нм и дает люминесцентное излучение с длиной волны 500 нм. Определить, какую часть поглощенной энергии составляет энергия люминесцентного излучения.

Вариант 3

1. Понятие о волновых свойствах частиц. Что означает корпускулярно- волновой дуализм электромагнитного излучения и частиц микромира?
2. При катодолюминесценции электрон ускоряется электрическим полем при напряжении 500 В. Определить длину волны люминесцентного свечения, если в это излучение переходит 0,4% кинетической энергии электрона.

Ответы: 1.2. 0.99 пм

2. 50%
3. 620 нм

Самостоятельная работа №3

Тема:  Способы наблюдений и регистрации заряженных частиц

Вариант 1

1. Принцип действия газоразрядного счетчика Гейгера.

2. Что такое активность радиоактивного распада? Какова единица активности в СИ? За какое время в препарате с постоянной активностью В = 15 МВк распадается  = 3*109 ядер атомов?

3. Через сколько времени распадется 60% радиоактивного полония, если период его полураспада 138 суток?

Вариант 2

1. Принцип действия камеры Вильсона.

2. Каков физический смысл закона радиоактивного распада и его математическое выражение?

3. Определить возраст древних деревянных предметов, если известно, что количество нераспавшихся атомов  радиоактивного углерода в них составляет 80% от количества атомов этого углерода в свежесрубленном дереве. Период полураспада углерода 5570 лет.

Вариант 3

1. Каков принцип действия пузырьковой камеры?

 2. На рисунке показан трек частицы в камере Вильсона, помещенной в магнитное поле. Вектор индукции магнитного поля   направлен перпендикулярно плоскости рисунка к нам. Частица летит снизу вверх. Определить знак заряда частицы.

                          .    .    .    .    .    .    .    .

                          .    .    .    ..    .    .    .  

                          .    .    .    .    .    .    .    .

3.Определить период полураспада радиоактивного стронция, если за 1 год на каждую тысячу атомов распадается в среднем 24,75 атомов.

Вариант 4

1. Каков принцип действия фотоэмульсионного метода наблюдения и регистрации электрически заряженных частиц?
2. Почему ионизирующие излучения опасны для жизни человеку?
3. Имеется 4 г радиоактивного кобальта. Сколько граммов кобальта распадется за 216 суток, если период его полураспада 72 суток?

Вариант 5

1. Что такое естественная радиоактивность? Можно ли изменить активность радиоактивного распада внешними воздействиями: нагреванием, электрическим или магнитным полем, механическим воздействием и т.п.?
2. На рисунке изображены положение крупицы урана и направление линий индукции однородного магнитного поля. Определить направление отклонения потоков α – и β – частиц и γ – излучения
3. Имеется 8 кг радиоактивного цезия. Определить массу нераспавшегося цезия после 135 лет радиоактивного распада, если его период полураспада равен 27 годам.

Вариант 6

4. Какова активность β – радиоактивного распада, если за 100 с происходит  5*104 распадов ядер атомов?
5. Сколько ядер атомов радиоактивного кальция распадется за сутки из миллиона атомов, если период полураспада кальция 164  суток?
6. Имелось некоторое количество радиоактивного изотопа серебра. Масса радиоактивного серебра уменьшилась в 8 раз за 810 суток. Определить период полураспада радиоактивного серебра.

4. Масса атомных ядер. Изотопы урана и водорода

Для определения масс атомных ядер применяют масс-спектрографы и масс-спектрометры.

Изотопы – химические элементы с различными составами ядра, т.е. с разным набором нейтронов. Существование изотопов установлено в 1910 г Федериком Содди. У всех химических элементов, кроме технеция и прометия, есть изотопы.

Обыкновенный водород (протий): 1 протон, 1электрон

Тяжелый водород (де6йтерий): 1 протон, 1 нейтрон, 1 электрон

Сверхтяжелый водород (тритий): 1 протон, 2 нейтрона, 1 электрон.

Температура кипения протия20,29 К.дейтерия 23,57 К.

Различны свойства и химических соединений изотопов:

Тяжелая вода имеет плотность 1, 104 *103 кг/м3.

Температура плавления тяжелого льда 3,80 С. Биологические процессы в живых организмах при тяжелой воде замедленны. Она является эффективным замедлителем нейтронов и источником дейтерия для ядерных и термоядерных реакций

У урана 12 изотопов.

Ядра с одинаковым массовым числом, но разными зарядами, называют изобарами Примеры – сера и астат  с массой 36, титан, ванадий и хром – 50 а.е.м.

Ядро имеет спин, равный векторной сумме спинов составляющих его нуклонов. По установившейся терминологии под спином частицы или ядра понимается спиновое квантовое число, для протонов и нейтронов оно равно ½. Для вычисления спина ядра имеет значение четность или нечетность чисел Z и N. Спин ядра, состоящего из нечетного числа нуклонов, является полуцелым.

Нуклоны, составляющие ядро, обладают волновыми свойствами, поэтому ядро не имеет резко выраженных границ.

Радиус атомного ядра – линейные размеры области, в которой проявляется действие ядерных сил. Радиус ядра:

R = R0А1/3, где R0 = (1,2÷ 1,7)٠10-15 м.

Объем ядра пропорционален числу нуклонов, входящих в него. Плотность ядерного вещества 2٠1011 кг/м, т.е. около 200 млн т. В 1 см3.

Для дальнейшего изучения теоретического материала воспользуйтесь Компьютерным курсом «Открытая физика 2.5» Найдите материл

Рисунок 11 Изотопы водорода

Приводится реакция ядерного синтеза: основной процесс в звездах, на Солнце.

Рисунок 12 Реакция ядерного синтеза

Программа «Физика. TeаchPro». В программе приводится пример строения атомного ядра. Приведены примеры изотопов урана и водорода.

Рисунок 23 Состав атомного ядра. Изотопы

Приводится формула для расчета дефекта масс и раскрывается понятие энергии связи атомных ядер.

Рисунок 24 Энергия связи атомных ядер

Рассматривается также деление ядер урана, при котором образуются нейтроны.

Рисунок 25 Ядерные реакции

Приводится пример протекания цепной ядерной реакции.

Рисунок 26 Цепные ядерные реакции

5. Виды распада атомных ядер. Правила смещения Содди.

Наиболее устойчивым из всех образований внутри ядра является соединение из двух протонов и двух нейтронов, хотя между протонами существует кулоновское отталкивание. Энергия связи отдельного нуклона в ядре называется удельной энергией связи – это физическая величина, численно равная работе, которую нужно совершить для удаления нуклона из ядра.

Полная энергия связи ядра – работа, которую надо совершить, чтобы расщепить ядро на составные части. Полную энергию связи определяет величина Δm – дефект массы – разность между суммой масс протонов и нейтронов, находящихся в свободном состоянии, и массой составленного из них ядра:

Δm = Zmр + (А – Z)mn - Мя

Наличие дефекта масс показывает, что ΔЕсв = Δmс2.

В ядерной физике для вычисления энергий применяют атомную единицу энергии (а.е.э.) – величину, соответствующую энергии одной а.е.м.

1 а.е.э. = 1 с2٠1 а.е.м. = 9٠1016м2/с2٠1,67٠10-27кг = 1,5٠10-10Дж = 931,1 МэВ.

Удельная энергия связи велика – составляет порядка 8 МэВ.

Рис.22.7 стр. 374 (старый) – кривая зависимости удельной энергии связи от массового числа. Из нее видно, что самые прочные ядра в средней части Периодической системы Менделеева.

Особенности ядерных сил:

1. Это силы притяжения
2. Действуют на расстояниях порядка 10-15 м
3. Обладают свойством зарядовой независимости – одинаковы как для протонов, так и для нейтронов.
4. Не являются центральными
5. Обладают свойством насыщения. Каждый нуклон взаимодействует не со всеми нуклонами ядра, а только с ограниченным числом ближайших к нему нуклонов.

Законченной теории ядерных сил нет, но предполагается, что в ядре нет протонов и нейтронов, ядерное вещество может существовать в двух состояниях – иметь заряд и не иметь. В 1935 г Х.Юкава высказал гипотезу, что в ядрах протоны и нейтроны как бы обмениваются частицами мезонами.

Альфа – распад – реакция  с выделением ядра атома гелия:

 →  +

Правило смещения, сформулированное Содди: при α – распаде ядро теряет положительный заряд 2 е, и масса его убывает приблизительно на 4 единицы относительной атомной массы. В результате элемент смещается на 2 клетки к началу периодической системы Менделеева.

При β – распаде выделяется электрон,  и элемент смещается на 1 клетку ближе к концу периодической системы Менделеева.

 → +

Задачи:

1. Во что превращается изотоп тория , ядро которого претерпевает три последовательных α – распада?              Ответ:
2.   получилось из другого ядра поле одного α – распада и одного β – распада. Что это за ядро?

 Ответ:   + +    →

      3. Изменится ли химическая природа элемента при α -, β – и γ – распаде?.

6. Искусственное превращение атомных ядер

Чтобы произошла ядерная реакция, налетающая частица должна обладать необходимой кинетической энергией и сблизиться с ядром на расстояние не меньше радиуса действия ядерных сил 2*1013м. Ядерные реакции обычно проходят в 2 этапа:

1. Налетающая частица проникает в ядро-мишень и поглощается им, происходит захват ядром частицы. Получается промежуточное ядро (составное)

2. Внутри составного ядра происходит в результате возбуждения ядра перегруппировка его частиц, выброс «лишних» частиц, излучение избыточной энергии и образование нового ядра. Превращение составного ядра происходит в течение 10-12 – 10-14с. Первая ядерная реакция проведена Резерфордом в 1919 г.:

714N + 24Не → 817О +11Н

В камере Вильсона  эта реакция была сфотографирована

Самостоятельная работа №4

Тема: Строение атомного ядра

Вариант 1.

1. История открытия изотопов. Устройство и принцип действия масс-спектрометра. Почему относительные массы имеют дробные значения?

2. Сколько протонов и нейтронов содержится в ядре золота?

3. Дополнить ядерную реакцию: 37Li (α, Х) →510В

Вариант 2

1. Виды распада ядер. Правила смещения Содди.

2. Что такое ядерная реакция? Рассказать о механизме возникновения и протекания ядерной реакции.

3. Дополнить ядерную реакцию: 715N (р, α)→ Х

Вариант 3

1. Протонно-нейтронная теория строения атомных ядер.

2. Искусственные превращения атомных ядер. Написать ядерную реакцию при захвате ядром атома азота альфа-частицы.

3. Рассказать об изотопах водорода.

Вариант  4

1. Ядерные силы и  их свойства. Объяснить сильное взаимодействие между нуклонами.

2. Написать ядерную реакцию при захвате ядром бериллия альфа-частицы.

3. Дополнить ядерную реакцию: 919F (р,α) → х

Самостоятельная работа №5

Тема: Дефект массы атомных ядер. Энергия связи. Энергетический выход ядерных реакций.

Вариант 1.

1. Что такое дефект массы? Объясните причину его возникновения.
2. Определить энергию связи ядра изотопа лития 37Li, если Мр = 1,00814 а.е.м., Мп = 1,00899 а.е.м. и Мя= 7,01823 а.е.м.
3. Определить энергетический выход ядерной реакции 715N + 11Н →612С + 24Не, если энергия связи у ядер азота – 115,: МэВ, углерода – 92,2 МэВ, гелия – 28,3 Мэв.

Вариант 2.

1. Что такое энергия связи ядра атома и как она определяется?
2. Какое количество энергии выделится при образовании ядра атома изотопа гелия 23Не из свободных, т.е. не взаимодействующих между собой, нуклонов, если масса покоя Мр = 1,00814 а.е.м., Мп = 1,00899 а.е.м. и Мя=3,01699 а.е.м.
3. Определить энергетический выход ядерной реакции 714N + 24Не →11Н + 817О, если удельная энергия связи у ядра азота Есв (714N) = 7,48 МэВ/нук, у ядра гелия Есв (24Не) = 7,075 МэВ/нук, у ядра атома изотопа кислорода Есв (817О) = 7,75 МэВ/нук

Вариант 3

1. Соблюдается ли закон сохранения массы покоя в ядерных реакциях?
2. Какое минимальное количество энергии требуется сообщить ядру атома изотопа кальция 2040Са, чтобы расщепить его на отдельные , не взаимодействующие между собой нуклоны, если масса покоя Мр = 1,00814 а.е.м., Мп = 1,00899 а.е.м. и Мя= 39, 97542 а.е.м.
3. Определить энергетический выход ядерной реакции 24Не +13Н → 24Не +12Н, если энергия связи у ядер атомов изотопа  гелия Есв (24Не) = 28,3 МэВ, (23Не) = 7,7 МэВ, у ядра атома трития – 8,5 и дейтерия – 2,2  МэВ.

Вариант 4

1. Как зависит прочность атомов от их энергии связи?
2. Определить энергию связи ядра атома изотопа алюминия  13 27Аl, если Мр = 1,00814 а.е.м., Мп = 1,00899 а.е.м. и Мя= 26,9898 а.е.м.
3. Определить энергетический выход ядерной реакции 37Li +11Н → 2(24Не), если энергия связи у ядер атомов изотопа  гелия Есв (24Не) = 7,075 МэВ/нук, лития (37Li) = 5,6 МэВ/нук.

Вариант 5

1. При каком условии ядерная реакция протекает с выделением энергии?
2. Определить удельную энергию связи в ядре атома ртути  80200Нg, если масса покоя Мр = 1,00814 а.е.м., Мп = 1,00899 а.е.м. и Мя= 200,028а.е.м.
3. Определить энергетический выход ядерной реакции 12Н +12Н → 23Не +02n, если энергия связи у ядер атомов изотопа  гелия Есв (23Не)= 7,7 МэВ, ядра атома дейтерия 2,2 МэВ.

Вариант  6

1. При каком условии ядерная реакция протекает с поглощением энергии?

2. Определить удельную энергию связи в ядре атома урана  92238U, если масса покоя Мр = 1,00814 а.е.м., Мп = 1,00899 а.е.м. и Мя= 238,028а.е.м.

3. Определить энергетический выход ядерной реакции 37Li +12Н → 48Ве + 0 1n,  если энергия связи у ядер атомов изотопа бериллия  56,4МэВ, изотопа лития 39,2 МэВ, дейтерия 2,3 Мэв

7. Открытие трансурановых элементов

В 1940 г открыты трансурановые элементы – с зарядом большим 92. Рассмотрим получение нептуния и плутония:

Формула: +  →  →  +  

 → +

Период полураспада нептуния 2,3 дня, плутония 2,44 *104 лет

8. Деление ядер урана

Особым видом ядерных реакций является реакция деления атомных ядер, при котором ядро тяжелого элемента делится на 2 части с одновременным вылетом 2 – 3 нейтронов, гамма –излучения и выделением энергии.

Барьер деления – минимальная энергия, необходимая для перехода ядра из устойчивого в неустойчивое состояние. Порядка 1 МэВ. Спонтанное деление ядер урана-235 открыто советскими физиками Флёровым и Петржаком. Механизм деления объясняется на основе капельной модели ядра атома Фундаментальным фактором ядерного деления является вылет в процессе деления 2 – 3 нейтронов.

9. Цепная реакция деления. Коэффициент размножения нейтронов.

Для стационарного течения цепной реакции коэффициент размножения нейтронов должен быть равен1. Коэффициент размножения зависит от массы вещества, формы этой массы, системы, отражающей нейтроны. Критическая масса для урана -235  - 22 кг. Применяя замедлители нейтронов отражающую нейтроны оболочку из бериллия,  критическую массу удалось уменьшить до 250 г.

Для демонстраций принципов работы современных приборов «КМ-Школа» имеет интерактивные и видео-объекты:

Рисунок 13 Схема циклотрона

Рисунок 14 Счетчик Гейгера

10. Ядерная энергетика. Радиоактивные излучения и их воздействие на живые организмы.

11. Применение ядерной энергии для преобразования е е в электрическую в промышленном масштабе было начато в 1954 г . В г. Обнинск введена в строй АЭС мощность 5000 Вт. Энергия, выделяющаяся в ядерном реакторе, использовалась для превращения воды в пар, который вращал связанную с генератором турбину. По такому же принципу работали Нововоронежская, Ленинградская, Курская, Кольская и др. АЭС. Их мощность 500 – 10000 МВт. АЭС не потребляют атмосферный кислород, не засоряют золой и продуктами сгорания окружающую среду . В реакторах на тепловых (т.е. медленных нейтронах уран используется лишь на 1 – 2%. Полное использование урана достигается в реакторах на быстрых нейтронах, в которых обеспечивается воспроизводство нового ядерного горючего в виде плутония. В 1980 г. на Белоярской АЭС состоялся пуск первого в мире реактора на быстрых нейтронах мощностью 600 Мвт. Опасность ядерной энергетики – радиоактивное загрязнение Проблемы с захоронением отходов и демонтажем свой срок АЭС. Срок службы 20 лет, после чего восстановление станции невозможно
12. Ядерное оружие

Неуправляемая цепная реакция с большим коэффициентом размножения нейтронов  происходит в атомной бомбе. Для того, чтобы произошло мгновенное выделение энергии реакция должна идти на быстрых нейтронах без применения замедлителей. Взрывчастым веществом служит чистый уран-239.Чтобы произошел взрыв, размеры материала должны превышать критические. Это достигается путем соединения двух кусков материала за счет резкого сжатия одного куска до размеров, при которых утечка нейтронов через поверхность падает настолько, что размеры куска становятся надкритическими. Это достигается при помощи обычных взрывчатых веществ, При взрыве бомбы температура достигает десятков миллионов кельвинов. Возникает мощная взрывная волна. Одновременно возникает мощное излучение. Продукты цепной реакции сильно радиоактивны и опасны для живых организмов. В августе 45 года США

Водородная бомба –(термоядерная). Источник энергии дейтерий и тритий – изотопы водорода.

Рисунок 20 Демонстрация действия атомной бомбы

 ИПП «КМ-Школа»  «1С: Школа. Физика, 7-11 классы: Библиотека наглядных пособий»

 Анимация атомного взрыва сопровождается наглядным рассказом об устройстве бомбы, принципе её действия, прохождении взрыва, его катастрофических последствиях.

13. Воздействие атомных станций на окружающую среду.Факторы

- локальное механическое водействие на рельеф при строительстве

- сток поверхностных и грунтовых вод, содержащих химические и радиоактивные компоненты;

- изменение характера землепользования и обменных процессов в близости от АЭС

- изменение микроклиматических характеристик прилежащих районов.

Самостоятельная работа №6

Деление тяжелых и синтез легких атомных ядер

Вариант 1

1. Почему при захвате свободного нейтрона ядром урана – 235 происходит его деление?

2. При реакции деления ядер урана-235 выделилось 1,204٠1026 Мэв энергии. Определить массу распавшегося урана, если при делении одного ядра выделяется 200 МэВ энергии.

3. Что такое изотопы? Можно ли их разделить с помощью химического анализа? Какой метод при меняется для их разделения?

4. Что такое ядерная реакция и при каких условиях она возникает?

5. Дополнить ядерную реакцию, протекающую под действием α – частицы:                              + → ? +

Вариант 2

1.Может ли выделяться энергия при синтезе ядер атомов химических элементов средней части Периодической системы элементов Д.И.Менделеева? Почему?

2. При делении одного ядра изотопа урана 235 выделяется 200 МэВ энергии. Какое количество энергии выделится при делении всех ядер 10 кг урана? (Ответ выразить в мегаэлектронвольтах и джоулях).

3. Имеют ли ядра атома резко выраженные границы?

4. Что такое ядерные силы? Каков механизм сильного взаимодействия?

5. Дополнить ядерную реакцию, протекающую под действием протонов:

 +  → ? +

Вариант 3

1. Почему ядерные реакции синтеза легких ядер атомов называют термоядерными?

2. При захвате ядром  нейтрона происходит деление его на ядро стронция  и ядро ксенона , выбрасывается 2 – 3 нейтрона и выделяется энергия. Какое количество энергии выделится при распаде одного ядра урана, если удельная энергия связи ядра изотопа урана Есв = 7,59 МэВ/нук, стронция и ксенона Есв  = Есв = 8,6МэВ/нук?

3. Из каких элементарных частиц состоят ядра атомов всех химических элементов? Какое строение имеют ядра атомов гелия, олова, урана?

4.Что такое α – распад ядер и как он возникает? Правило смещения Содди для α – распада. В какое ядро превращается торий  при трех последовательных α – распадах?

5. Дополнить ядерную реакцию  (n, α) → Х

Заключение.

     В данной методической разработке рассмотрены ряд вопросов по теме «Атом и атомное ядро» и предложен материал для самостоятельной работы.

Предлагаю решить задачи ЕГЭ по данной теме:

А 19  Сравните состав ядер изотопов фосфора 3315 Р и хлора 3317 Cl. У этих изотопов одинакова(-о) 1) разность чисел нейтронов и протонов 2) число нейтронов 3) сумма чисел протонов и нейтронов 4) число протонов

А 20 В результате какой из серий радиоактивных распадов полоний 21484  Ро превращается в висмут 21083 Bi ? 1) двух α-распадов и одного β-распада 2) одного α-распада и двух β-распадов 3) одного α-распада и одного β-распада 4) четырёх α-распадов и одного β-распада Ответ: Образец радиоактивного радия находится в закрытом сосуде.

А 21 Ядра радия 224 88Ra испытывают α-распад с периодом полураспада 3,6 суток. Определите количество гелия (в моль) в сосуде через 3,6 суток, если в начальный момент времени образец содержал 1,8 моль радия-224.

Трудно?

Список литературы

1. Дмитриева В.Ф., Физика для профессий и специальностей технического профиля, М., «Академия», 2012

2. Дмитриева, В.Ф. Васильев Л.И., Физика для профессий и специальностей технического профиля, Методические рекомендации М., «Академия», 2010

3. Рябоволов, Г.И., Дадашева Н.Р., Курганова В.А., Сборник дидактических заданий по физике, М., Высшая школа, 1985.