«Решение задач по теме: "Радиоактивные превращения"»

Разработка урока по теме «Решение задач по теме: "Радиоактивные превращения"» (Физика, 9 класс)

Класс: 9

Продолжительность: 45 минут

Тип урока: Урок практического применения знаний

Цели урока (в соответствии с ФГОС):

1. Образовательная цель: Отработать навыки решения задач на вычисление периодов полураспада, активности радиоактивных веществ и количества оставшихся ядер.

2. Развивающая цель: Развивать логическое мышление, способность анализировать физические процессы и применять формулы для решения задач.

3. Воспитательная цель: Формировать ответственное отношение к изучению физики, интерес к научно-исследовательской деятельности.

Задачи урока:

• Повторить основные понятия радиоактивных превращений (период полураспада, активность, дезинтеграция).

• Научить применять формулы для расчета:

  • Количество оставшихся ядер после определенного времени;

  • Активность радиоактивного вещества;

  • Время распада.

• Выполнить практические задачи разного уровня сложности.

Оборудование и материалы:

• Таблица основных формул по теме "Радиоактивные превращения";

• Доска и маркеры;

• Индивидуальные карточки с задачами для учеников;

• Проектор (для демонстрации примеров решений);

• Калькуляторы для каждого ученика.

Структура урока:

1. Организационный момент (3 мин)

• Приветствие учащихся.

• Объявление темы и целей урока.

• Мотивационный вопрос: "Как можно предсказать, сколько времени потребуется для того, чтобы радиоактивное вещество стало безопасным?"

2. Актуализация знаний (7 мин)

• Повторение теоретического материала:

  • Что такое радиоактивный распад?

  • Какие виды радиоактивных превращений вы знаете?

  • Что такое период полураспада?

  • Что такое активность радиоактивного вещества?

• Основные формулы:

  • N=N₀​⋅2^−t/T, где N — количество оставшихся ядер, N₀​ — начальное количество ядер, t — время, T — период полураспада.

  • A=A₀​⋅2^−t/T, где A — активность через время t, A₀​ — начальная активность.

  • T_1/2​= ​, где λ — постоянная распада.

• Устные вопросы:

  • Если период полураспада равен 10 лет, сколько времени потребуется, чтобы количество ядер уменьшилось в 8 раз?

  • Что больше: активность 1 грамма радия или активность 1 грамма урана? Почему?

3. Решение типовых задач (15 мин)

Задача 1 (простая):

Период полураспада радиоактивного элемента составляет 5 лет. Сколько ядер останется через 15 лет, если первоначально их было 64×10²⁰?

Решение:
Используем формулу N=N₀​⋅2^−t/T.
t=15 лет, T=5 лет.
N=64×10²⁰⋅2^−15/5=64×10²⁰⋅2⁻³=64×10²⁰⋅ ​=8×10²⁰.

Ответ: 8×10²⁰ ядер.

Задача 2 (средней сложности):

Активность радиоактивного вещества составляет 16Бк при t=0. Через сколько времени она уменьшится до 2Бк, если период полураспада равен 4 часа?

Решение:
Используем формулу A=A₀​⋅2^−t/T.
A=2Бк, _A0​=16Бк, T=4 часа.
2=16⋅2^−t/4.
2^−t/4= ​=81​=2⁻³.
− =−3.
t=12 часов.

Ответ: 12 часов.

Задача 3 (сложная):

Масса радиоактивного вещества m₀​=8г. Через какое время масса уменьшится до 0.5г, если период полураспада равен 2 года?

Решение:
Масса вещества пропорциональна количеству ядер. Используем формулу m=m₀​⋅2^−t/T.
m=0.5г, m₀​=8г, T=2 года.
0.5=8⋅2^−t/2.
2^−t/2= = ​=2⁻⁴.
−2t​=−4.
t=8 лет.

Ответ: 8 лет.

4. Самостоятельная работа (10 мин)

Ученики получают индивидуальные карточки с задачами разного уровня сложности. Примеры:

1. Легкая:
   Период полураспада радиоактивного элемента T=8 лет. Сколько ядер останется через 24 года, если первоначально их было 128×10²⁰?

2. Средняя:
   Активность радиоактивного вещества составляет 64Бк при t=0. Через сколько времени она уменьшится до 8Бк, если период полураспада равен 3 часа?

3. Сложная:
   Масса радиоактивного вещества m0​=16г. Через какое время масса уменьшится до 1г, если период полураспада равен 6 месяцев?

5. Подведение итогов (5 мин)

• Обсуждение результатов самостоятельной работы.

• Ответы на вопросы учащихся.

• Выставление оценок за правильность выполнения задач.

6. Домашнее задание (5 мин)

• № ... из учебника (задачи на вычисление периода полураспада, активности и количества оставшихся ядер).

• Подготовить презентацию о practical applications радиоактивных превращений в медицине или энергетике (по выбору).

Ожидаемые результаты:

• Учащиеся смогут правильно применять формулы для расчета периодов полураспада, активности и количества оставшихся ядер.

• Они научатся решать задачи разного уровня сложности.

• Ученики проявят интерес к практическому применению радиоактивных превращений.