Урок-изучение нового материала: "Энергия связи. Дефект масс. Ядерные реакции".

9 кл. Физика. Тема: «Ядерные реакции. Дефект масс. Ядерные реакции».
Цель уроков: изучить теорию по теме урока: «Ядерные реакции. Дефект масс. Ядерные реакции», выполнить тест по изученной теме.

1. Внимательно прочитай && 62, 63 в учебнике и изучи блок 11.
   Блок 11 (&& 62-63)
   Тема: «Ядерные реакции. Дефект масс. Ядерные реакции»

. Ядерные силы. Энергия связи ядра. Дефект масс.

! Между нуклонами в ядрах действуют ядерные силы. Чтобы расщепить ядро атома на отдельные нуклоны или соединить отдельные протоны и нейтроны в ядро требуется энергия, которую называют энергией связи ядра.

Энергией связи ядра называют минимальную энергию, необходимую для расщепления ядра на отдельные нуклоны.

! Энергию связи ядра можно подсчитать, используя формулу энергии покоя.

Энергия покоя тела массой m

C – скорость света в вакууме;. = 931,5 – квадрат скорости света в энергетических единицах.

! При изменении энергии покоя изменится и масса системы частиц на , т.е. .

! Масса ядра всегда меньше суммы масс нуклонов, из которых оно состоит.

(кг или а.е.м.)– дефект масс.

Дефект масс

Z и N – число протонов и нейтронов соответственно в ядре;

и –масса протона и нейтрона;

– масса ядра изотопа.

! В процессе ядерных реакций энергия может как выделяться, так и поглощаться.

. Деление ядра урана. Цепная ядерная реакция.

Д еление ядер урана при бомбардировке их нейтронами было открыто в 1939 г. немецкими учёными О.Ганном и Ф.Штрассманом.
В ядре действуют два вида сил: электростатические силы отталкивания между протонами, которые стремятся разъединить ядро, и ядерные силы притяжения между всеми нуклонами, которые скрепляют ядро.

Ядерные силы – короткодействующие, поэтому в растянутом ядре они не могут удерживать частицы, и ядро под действием электростатических сил отталкивания разрывается на две части, разлетающиеся с огромной скоростью, излучая при этом 2-3 нейтрона и энергию. При одновременном делении большого числа ядер урана выделяется большое количество энергии, и температура окружающей среды повышается. Т.о., реакция деления ядра урана идёт с выделением энергии в окружающую среду.

! Для преобразования внутренней энергии атомных ядер в электрическую, используют цепные ядерные реакции деления ядер.

! Цепные реакции бывают разных типов: лавинообразная (в атомной бомбе), затухающая, стабильная. Тип реакции зависит от массы ядерного топлива (урана). Чтобы реакция осуществлялась, должно быть определённое количество ядерного топлива. Эта масса называется критической.

Критической называется наименьшая масса урана, при которой протекает цепная реакция, т.е. число нейтронов, появившихся при делении ядер равно числу захваченных нейтронов другими ядрами без деления.

!Если масса урана больше, чем , то в результате резкого увеличения числа свободных нейтронов ядерная реакция становится неуправляемой и приводит к взрыву, а если масса урана меньше критической, то реакция затухает из-за недостатка вылетающих нейтронов для продолжения реакции.

Чтобы ядерная реакция стала управляемой необходимо, чтобы число вылетающих нейтронов, которые взаимодействовали с новыми ядрами, стало больше. Для этого кусок урана помещали в отражающую оболочку, а для того, чтобы замедлить количество образующихся нейтронов используют графит и тяжёлую воду (в неё входит дейтерий ).

1. Выполни тест по теме.
   1) Минимальную энергию, необходимую для расщепления ядра на отдельные нуклоны называют …
   а) ядерной энергией; б) энергией связи; в) цепной ядерной реакцией; г) термоядерной реакцией.

2) В ядре действуют два вида сил: …

а) силы гравитационного тяготения между нуклонами и силы упругости;
б) электростатические силы отталкивания и силы гравитационного тяготения между нуклонами;
в) электростатические силы отталкивания между протонами и ядерные силы;
г) ядерные силы и силы упругости.

3) По формуле можно рассчитать …
а) энергию покоя тела; б) дефект масс; в) энергию связи ядра; г) энергию распада ядра.

4) Формула для определения дефекта масс имеет вид: …
а) ; б) ; в) ; г) р = Ft.

5) Наименьшая масса урана, при которой протекает цепная ядерная реакция, называется …

а) лавинообразной; б) затухающей; в) стабильной; г) критической.

1. Д/З: Учить блок 11, читать && 62 – 63 в учебнике.