Конспекты занятий по разделу "Ядерная физика"

Тема: Строение атома. Опыт Резерфорда.

Цели: ∙ раскрыть последовательность развития учения о строении атома;

∙ формировать неформальные знания и умения в освоении понятия «атом»;

∙ воспитывать сознательное отношение к учебе и заинтересованность в изучении физики.

Оборудование: мультимедийная установка.

Ход занятия:

1. Проверка домашнего задания.

∙ § 91, 93.

1. Изучение нового материала.

Основной материал:

∙ Явления, подтверждающие сложное строение атома (Открытие катодных лучей, термоэлектронной эмиссии, фотоэффекта, явления естественной радиоактивности, линейчатых спектров, периодических свойств химических элементов и создание Д.И. Менделеевым периодической системы элементов).

∙ Необходимость создания модели атома и требования к ней (Модель атома должна объяснить, почему атом нейтрален, устойчив, излучает и поглощает энергию, химически взаимодействует с другими атомами, почему свойства атомов периодически повторяются).

∙ Модель атома Дж. Томсона.

∙ Опыт Резерфорда и его интерпретация.

∙ Биография Э. Резерфорда (сообщение учащегося).

∙ Несовместимость планетарной модели атома с законами механики и электродинамики (Длительное движение электрона по замкнутой траектории вокруг ядра с точки зрения электродинамики Максвелла невоз-можно, т. к. из-за потери энергии на излучение электрон тормозится и должен очень скоро (10^-8 с) упасть на ядро, но между тем атом устойчив. Вследствие непрерывной потери энергии и, значит, непрерывного изменения скорости электрона атом должен излучать непрерывный спектр, однако атомы излучают линейчатые спектры. Атомы излучают свет не все время, а лишь при определенных условиях (прохождение электротока через газы, нагревание до высокой температуры и т. д.), т. е. при возбуждении атома, сообщении ему энергии).

Демонстрации:

∙ Презентация. Строение атома. Опыт Резерфорда.pptx

∙ «Строение атома. Опыт Резерфорда»

1. Закрепление материала.

∙ Разбор тестовых заданий со сборника Тулькибаевой Н.Н., Пушкарева А.Э. Контрольные тесты. Физика, 11 кл. – Челябинск, Издательство ЧГПУ «Факел», 2004 (с. 204)

∙ обсуждение вопросов:

а) Сколько слоев атомов пролетала α-частица, не испытавшая соударений с ядром, если толщина фольги в опытах Резерфорда составляла 10 м^-5?

б) Во сколько раз размеры атома превышают размеры ядра?

1. Подведение итогов урока.

Домашнее задание:

∙ § 94.

∙ Контрольные вопросы к § 94 (1 – 3).

∙ Упр. 13 (2).

Тема: Строение атомного ядра. Ядерные силы.

Цели: ∙ ознакомить студентов с моделью ядра атома и новым видом взаимодействия между частицами, составляющими ядро атома – ядерными силами;

∙ формировать неформальные знания и умения в освоении понятий «ядро», «нуклоны»;

∙ воспитывать сознательное отношение к учебе и заинтересованность в изучении физики.

Оборудование: Мультимедиа проектор.

Ход занятия:

1. Проверка домашнего задания.

Физический диктант:

1 вариант

1. В модели атома Томсона … (положительный заряд рассредоточен по всему объему атома, а электроны вкраплены в эту положительную сферу)

2. У α-частицы электрический заряд … (положительный)

3. Состояния атомов, соответствующие всем разрешенным уровням, кроме низшего, называются…

(возбужденными)

1. Электрон в атоме водорода перешел с четвертого энергетического уровня на второй. При этом энергия системы электрон-ядро … (уменьшилась)

2. Лазерное излучение обладает следующими свойствами излучения … (высокая монохромность, когерентность, узкая направленность излучения, большая мощность излучения)

2 вариант

1. В модели атома Резерфорда … (положительный заряд сосредоточен в центре атома, а электроны обращаются вокруг него)

2. В опыте Резерфорда электроны не могут изменить траекторию α-частицы, так как … (масса электрона значительно меньше массы α-частицы)

3. Частота фотона, излучаемая при переходе атома из возбужденного состояния с энергией Е₁ в основное состояние с энергией Е₀, равна … ((Е₁ –Е₀)/h)

4. Характер движения электронов в атоме определяется действием со стороны атомного ядра… (кулоновских сил)

5. Индуцированное излучение – это … (переход электрона в атоме с верхнего энергетического уровня на нижний, который сопровождается излучением, под влиянием внешнего электромагнитного поля)

1. Изучение нового материала

Основной материал:

∙ Протонно-нейтронная модель ядра атома.

∙ Устойчивость атомных ядер.

∙ Ядерное взаимодействие.

∙ Короткодействующий характер ядерных сил, их зарядовая независимость.

Демонстрации:

∙ Анимация "Свойства ядерных сил"

1. Закрепление материала.

∙ Разбор тестовых заданий со сборника Тулькибаевой Н.Н., Пушкарева А.Э. Контрольные тесты. Физика, 11 кл. – Челябинск, Издательство ЧГПУ «Факел», 2004 (с. 226).

∙ Запомни "Атомное ядро".

∙ Интерактивный рисунок "Собери ядро"

∙ Подборка заданий "Строения ядра"

1. Подведение итогов.

Домашнее задание:

∙ § 97 повторить; § 105 .

∙ Контрольные вопросы к § 97 (1, 2); § 105.

Тема: Ядерные реакции. Цепные ядерные реакции. Ядерный реактор.

Цели: ∙ ознакомить студентов с расчетом энергетического выхода ядерной реакции;

∙ формировать неформальные знания и умения в освоении понятий «энергия выхода», «цепная реакция»;

∙ воспитывать сознательное отношение к учебе и заинтересованность в изучении физики.

Оборудование: Мультимедиа проектор.

Ход занятия:

1. Проверка домашнего задания.

∙ § 102 .

∙ Упр. 14 (2).

1. Изучение нового материала

Основной материал:

∙ Ядерные реакции (определение и примеры).

∙ Энергетический выход ядерных реакций.

∙ Ядерные реакции на нейтронах.

∙ Цепные ядерные реакции (определение, примеры).

∙ Коэффициент размножения нейтронов.

Демонстрации:

∙ Анимация "Работа ядерного реактора"

∙ Видеоролик - анимация "Принцип работы ядерного реактора"

∙ Слайд-шоу "Управление ядерным реактором"

∙ Анимация "Цепная реакция деления урана"

∙ Видеоролик - анимация "Цепная ядерная реакция"

1. Закрепление материала.

∙ Интерактивная задача "Энергетический выход ядерной реакции"

∙ Разбор тестовых заданий со сборника Тулькибаевой Н.Н., Пушкарева А.Э. Контрольные тесты. Физика, 11 кл. – Челябинск, Издательство ЧГПУ «Факел», 2004 (с. 231, 233).

∙ Дополнительные задачи:

1) Дописать ядерную реакцию:

а) ₁₃Al²⁷ + ₆C¹² → ₂Не⁴ + ₀n¹ +?

б) ₇ N¹⁴ +? → ₆C¹⁴ + ₁H¹

в) ? + ₂ H⁴ → ₁₄Si³⁰ + ₁H¹

г) ₉Fe¹⁹ +? → ₈O¹⁶ + ₂He⁴

2) При бомбардировке изотопа азота ₇N¹⁴ нейтронами получается изотоп углерода ₆С¹⁴, который оказывается β-радиоактивным. Написать уравнения ядерных реакций.

3) С поглощением или выделением энергии протекает реакция: ₇ N¹⁴ + ₂Не⁴ → ₈O¹⁷ + ₁H¹?

4) Определить энергетический выход ядерной реакции: ₄Be⁹ + ₁Н² → ₅B¹⁰ + ₀n¹.

1. Подведение итогов урока.

Домашнее задание:

∙ § 107, 109, 110.

∙ Упр. 14 (6).

Тема: Виды излучений. Шкала электромагнитных излучений.

Цели урока: ∙ ознакомить учащихся общими свойствами всех электромагнитных излучений;

∙ формировать неформальные знания и умения в освоении понятия «электромагнитное излучение»;

∙ воспитывать сознательное отношение к учебе и заинтересованность в изучении физики.

Оборудование: Шкала электромагнитных излучений, мультимедиа проектор.

Ход урока:

1. Проверка домашнего задания.

∙ § 80.

∙ ∙Задачи:

1. Начертить в одной системе координат график зависимости p(υ) в классической и релятивистской механике. Проанализировать эти графики.

2. Начертить в одной системе координат график зависимости υ(F) в классической и релятивистской механике. Проанализировать эти графики.

1. Изучение нового материала.

Основной материал:

∙Тепловое излучение, электролюминесценция, катодолюминесценция, хемилюминесценция, фотолюминесценция.

∙ Виды электромагнитных излучений.

∙ Примерный диапазон длин волн (частот);

∙ Физические свойства электромагнитных излучений;

∙ Методы получения и регистрации (источник → излучение → приемник);

∙ Способы определения принадлежности излучения к тому или иному участку шкалы (по методам генерирования и приема);

∙ Характеристика излучений оптического диапазона.

Демонстрации:

∙ Презентация «Виды излучений. Шкала электромагнитных излучений

1. Закрепление материала.

∙ Самостоятельная работа: составление и заполнение таблицы:

1 вариант. Низкочастотное излучение, инфракрасное излучение, рентгеновское излучение.

2 вариант. Радиоизлучение, видимое излучение, ультрафиолетовое излучение.

∙ Разбор тестовых заданий со сборника Тулькибаевой Н.Н., Пушкарева А.Э. Контрольные тесты. Физика, 11 кл. – Челябинск, Издательство ЧГПУ «Факел», 2004 (с. 177, 186)

∙ Разбор заданий. Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. – М.: Просвещение, 1986:

- 1193. К какому виду излучения (тепловому или люминесцентному) относится свечение:

а) раскаленной отливки металла;

б) лампы дневного света;

в) звезд;

г) некоторых глубоководных рыб? (а, в – тепловому, б, г – люминесцентному)

1. Подведение итогов урока.

Домашнее задание:

∙ § 81, 87.

Тема: Энергия связи атомных ядер.

Цели: ∙ ознакомить студентов с расчетом энергии связи атомных ядер;

∙ формировать неформальные знания и умения в освоении понятий «энергия связи», «дефект массы»;

∙ воспитывать сознательное отношение к учебе и заинтересованность в изучении физики.

Оборудование: Мультимедиа проектор.

Ход занятия:

1. Проверка домашнего задания.

∙ § 97 повторить; § 105 .

∙ Контрольные вопросы к § 97 (1, 2); § 105.

∙ Сообщение результатов физического диктанта.

1. Изучение нового материала

Основной материал:

∙ Физический смысл понятий «энергия связи», «дефект массы», «энергия связи атомных ядер».

∙ Формула расчета энергии связи.

∙ Удельная энергия связи.

Демонстрации:

∙ Интерактивная задача "Сколько энергии в ядре"

∙ Интерактивный рисунок "График удельной энергии связи в ядре"

1. Закрепление материала.

∙ Разбор тестовых заданий со сборника Тулькибаевой Н.Н., Пушкарева А.Э. Контрольные тесты. Физика, 11 кл. – Челябинск, Издательство ЧГПУ «Факел», 2004 (с. 227).

∙ Дополнительные задачи:

а) Найти энергию связи между нуклонами в ядре гелия ₂Не⁴

б) Вычислить дефект массы ядра изотопа неона ₁₀Ne²⁰

в) Вычислить плотность вещества, из которого состоит ядро, считая его радиус равным 10^-15 м.

1. Подведение итогов .

Домашнее задание:

∙ § 106.

∙ Контрольные вопросы к § 106 (1, 2).