Конспект урока "Радиоактивные превращения атомных масс"

Урок по теме "Радиоактивные превращения атомных ядер". 9-й класс

• Захарова Алла Александровна , учитель физики

Разделы: Физика

Класс: 9

Цель урока:

• сформулировать правила α- и β- распада, законы сохранения массового числа и заряда при радиоактивном превращении;

• развивать мыслительную деятельность учащихся, умение самостоятельно работать, анализировать таблицы.

План урока.

1.Оргмомент

- Выступление учащихся

2.Актуализация знаний

- Тестовое задание (ПРОкласс)

3. Изучение нового материала

- Обобщение знаний об атоме (устная коллективная работа)

- Проблема. Сравнительная характеристика радия и радона

- Правила смещения Ф.Содди

4.Физкультминутка

5.Самостоятельная работа

6. Рефлексия

7. Домашняя работа

8. Итоги урока

ХОД УРОКА

Оргмомент (приветствие учащихся, проверка подготовки к уроку)

Мы в вами приступили к изучению нового раздела «Строение атома и атомного ядра». «В свое время, когда явление радиоактивности было открыто, Эйнштейн сравнил его с добычей огня в древности, так как он считал, что огонь и радиоактивность - одинаково крупные вехи в истории цивилизации».

- Давайте вспомним, какие удивительные и необычайно интересные события в научном мире положили начало новому этапу в формировании физической картины мира

Выступления учащихся:

1)В 1896 году Антуан Анри Беккерель, исследуя рентгеновское излучение и явление флуоресценции, завернул кристаллы соли урана в чёрную светонепроницаемую бумагу и положил свёрток на фотопластинку. Через несколько дней, после проявления фотопластинки, он обнаружил на ней чёткое изображение кристаллов. Это означало, что соли урана самопроизвольно, без каких-либо внешних влияний, создают какое-то излучение. Это явление получило название самопроизвольной  радиоактивности.

В 1903 году Анри Беккерель стал лауреатом Нобелевской премии «в знак признания исключительных услуг, которые он оказал науке своим открытием самопроизвольной радиоактивности».

2) Исследованием нового явления занялись французский физик  Пьер Кюри и его жена Мария Склодовская-Кюри. Изучив большое количество разнообразных минералов, Мария Кюри обнаружила, что похожие лучи испускает не только уран, но и другие элементы. В 1898 году было обнаружено излучение тория. В дальнейшем из руд, содержащих уран и торий, был выделен новый неизвестный ранее химический элемент — полоний, который назвали в честь родины М. Склодовская-Кюри — Польши. Следующим химическим элементом, который открыли при изучений урановых руд, стал радий. Именно Мария Кюри предложила название «радиоактивность» (англ. слово radiation — излучение, лучеиспускание) для нового вида излучения.

В 1903 году Мария и Пьер Кюри получили Нобелевскую премию «за выдающиеся заслуги в развитии химии: открытие элементов радия и полония, выделение радия и изучение природы и соединений этого замечательного элемента».

3) После открытия радиоактивных элементов началось исследование физической природы их излучения.

В 1899 году Резерфорд, изучая ионизирующую способность радиоактивного излучения, обнаружил, что оно неоднородно , т.е. имеет сложнысостав.

После проявления фотопластинки на ней обнаруживалось одно темное пятно – как раз в том месте, куда попадал пучок .

Потом опыт изменили: создали сильное магнитное поле, действующее на пучок. В сильном магнитном поле на проявленной пластинке возникало три пятна: одно центральное было на том же месте что и раньше, а два других - по разные стороны от центрального. Резерфорд назвал их α - и β -лучами.

В том же году (1899г.) А.Беккерель доказал, что β -лучи являются потоком электронов.

В 1900 году французский физик П.Виллард установил, что в состав радиоактивного излучения входит и третья составляющая, которую он назвал γ -лучами.

2.Актуализация знаний

Повторим основные определения и свойства радиоактивного излучения. Что представляет собой α, β, γ - излучение?

-Тестовые задания (ПроКласс)

3. Изучение нового материала

- Обобщение знаний об атоме (устная коллективная работа)

Повторим каково строение атома. Рассмотрите рисунок и заполните пропуски в тексте:

Строение атома таково; в центре атомов находится ядро, состоящее из протонов и нейтронов, а вокруг ядра движутся электроны.

Главной характеристикой данного химического элемента является заряд ядра. Напомним, атом в целом не имеет заряда, потому что положительный заряд его ядра равен отрицательному заряду всех его электронов.

Электроны могут иногда отрываться от атома. Атом называют тогда положительным ионом. Наблюдается и обратное. Лишний электрон присоединяется к нейтральному атому . В этом случае атом приобретает отрицательный заряд и становится отрицательным ионом.

Проблема. Сравнительная характеристика радия и радона

В 1903 году ( т.е до обнаружения существования атомных ядер) Резерфорд и его сотрудник , английский химик Фредерик Содди , обнаружили ,что радиоактивный элемент радий в процессе альфа- распада (т.е. самопроизвольного излучения альфа частиц) превращается в другой химический элемент – радон.

Сравним свойства радия и радона. (Учебник с. 226 ).

Какая часть атома – ядро или электронная оболочка – претерпевает изменения при радиоактивном распаде? Может это произойти из-за электронной оболочки атома (например, потеря одного или нескольких электронов).

Ответы учащихся. НЕТ. При этом атом превращался бы в ион того же самого химического элемента, вовсе не в атом другого элемента, с другими физическими и химическими свойствами.

Ответы учащихся .Значит это связано с изменением ядра.

Запишем тему урока: «Радиоактивные превращения атомных ядер»

Запишем как происходит реакция альфа – распада ядра атома радия с превращением в ядро атома радона . (Учебник с.227) и реакцию бета- распада.

Число стоящее перед буквенным обозначением вверху называется массовым числом, внизу – зарядовым числом. Они не имеют размерности(т.е. единиц измерения), всегда целые и положительные.

Примеры. Слайд.

Открой таблицу Менделеева и заполни таблицу

Физминутка для глаз.

Давайте вернемся к излучениям (видео)

-Альфа-излучение

-Бета-излучение

-Правила смещени

Альфа -распад характеризуется вылетом ядра атома гелия

.Слайд запишим уравнение

По уравнению реакции можно увидеть, что ядро атома радия в результате излучения им альфа частицы (атом гелия) теряет приблизительно 4 атомные единицы массы и два элементарных заряда , превращаясь при этом в ядро атома радия.

Бета-распад состоит в том, что ядра самопроизвольно испускают электроны. Запишим уравнение Слайд

По уравнению реакции можно увидеть, что ядро калия в результате самопроизвольного испускания электрона .В результате образуется новое ядро с тем же самым массовым числом, но с атомным номером на единицу больше.

Подведем итог урока.

Какой вывод следовал из открытия, сделанного Резерфордом и Содди?

Из открытия, сделанного Резерфордом и Содди, следовало, что ядра атомов имеют сложный состав, т. е. состоят из каких-то частиц. 9. Что такое радиоактивность? Радиоактивностью называют способность ядер атомов некоторых химических элементов самопроизвольно превращаться в другие ядра с испусканием частиц.

Правила смещения

Посмотрите внимательно на первую формулу и найдите уран и торий в таблице Менделеева: где они находятся по отношению друг к другу? Какой элемент стоит ближе к началу таблицы? Посмотрите на вторую и третью реакции. Какую закономерность можно обнаружить? Ученики пытаются сформулировать правило смещения для α –распада.

При α –распаде одного химического элемента образуется новый химический элемент, который расположен на две клетки ближе к началу таблицы Менделеева.

Теперь посмотрим на последнюю формулу и делаем вывод:

При β –распаде одного химического элемента образуется новый химический элемент, который расположен в таблице Менделеева в следующей клетке за исходным элементом.

Эти правила смещения сформулировали независимо друг от друга американский физик КазимижФаянц и английский физик Фредерик Содди. Мы с Вами эти правила запишем, используя слайд и запомним, для того, чтобы применять при записи реакций ядерных распадов.(Демонстрация слайда)

Ребята, мы ответили на вопросы, которые Вас заинтересовали в начале урока: что же происходит с химическим элементом при радиоактивных превращениях? Откуда в атоме положительные частицы, которые «вылетают» при альфа – распаде?

Попытаемся ответить на этот вопрос.( Предполагаемые ответы учеников: из ядра – оно положительное . А β – частицы вероятно тоже есть в ядре? О чем же свидетельствует явление радиоактивности? Ответы учеников – не только атом имеет сложное строение, но и ядро атома. Правильно – ядро тоже состоит их отдельных частиц и мы о них узнаем на следующих уроках..(Демонстрация слайда)

Рефлексия . Подведение итогов урока: И в завершение урока, проверка усвоения материала: кто считает, что на уроке он все усвоил и материал ему понятен, берет карточку №1; кто не достаточно хорошо пока разобрался и некоторые моменты ему были непонятны, берет карточку №2; кто считает, что без учебника ему с заданием не разобраться, открывает учебник на странице 228.

Самостоятельная работа

Выбери карточку №1 или №2

Карточка №1(рефлексия)

1. В результате какого радиоактивного распада плутоний- 94 превращается в уран -92? Напишите уравнение распада.

2. Ядро какого элемента образовалось из ядра изотопа кобальта - 28 после испускания бета-частицы?

3. Напишите уравнение бета-распада свинца- -82.

.

Карточка 2.

1. Найди в таблице Менделеева барий - 56, определите зарядовое и массовое число бария ( Z= ; А= ), запиши его формулу.

2. Вставь пропущенный элемент:

^{2 32} ₉₀Th ?+ ²²⁸₈₈ Ra

_{8 2} ²⁰⁷Pb ^-1₀е+ ?

Домашнее задание. п. 53, и выполняет упражнение 46, задание № 1,3,5.

Методическая литература :

1. Перышкин А.В., Гутник Е.М. Физика -9. – М.:Дрофа,2010

2. СD «Физика, 7-11 классы» – ООО ФИЗИКОН

3. СD « Открытая Физика»– ООО ФИЗИКОН

4. http://elkin52.narod.ru Заочная естественно-научная школа (Красноярск): учебные материалы по физике для школьников

5. http://www.school.mipt.ru Информатика и физика: сайт учителя физики и информатики З.З. Шакурова

6. http://teach-shzz.narod.ru Информационные технологии в преподавании физики: сайт И.Я. Филипповой

7. http://fizkaf.narod.ru Квант: научно-популярный физико-математический журнал