Урок-изучение нового материала по теме: "Радиоактивность. Строение атома и ядра".

9 кл. Физика. Тема: «Строение атома и его ядра », урок 4.

Цель уроков: изучить материал по теме: «Строение атома и его ядра», выполнить тест по данной теме.

1.Посмотри видео по ссылке: https://www.youtube.com/watch?v=x_bU-Qa13LQ, изучи блок 10.
2. Если нет интернета, изучи блок 10, прочитай && 57 – 61 в учебнике.

Блок 10, && 57 – 61
Тема: «Строение атома и атомного ядра»

Радиоактивность.
Открытие радиоактивности сделано французским физиком Анри Беккерелем в 1896 год.
Радиоактивность – явление самопроизвольного испускания атомами невидимых лучей.
! Радиоактивное излучение имеет сложный состав.
Радиоактивное излучение состоит:

1. – лучи – положительно заряженные частицы, ядра гелия ( – частицы).

2. – лучи – отрицательно заряженные частицы, электроны ( – частицы).

3. – лучи – нейтральное жёсткое излучение ( – кванты или фотоны).

. Модели атомов.

1. Модель атома по Томпсону («кекс с изюмом») – предложена англ. учёным Джозефом Джоном Томпсоном в 1903 г.

Атом по Томпсону представляет собой шар, по всему объёму которого равномерно распределён положительный заряд, внутри этого шара находятся электроны. Каждый электрон совершает колебательные движения около положения равновесия. Положительный заряд шара по модулю равен сумме всех отрицательно заряженных электронов, поэтому заряд атома в целом равен нулю. Такая модель походила на «кекс с изюмом».

1. Ядерная (планетарная) модель атома по Резерфорду – предложена англ. учёным Резерфордом в 1911 г.

В центре атома находится малое по сравнению с размерами самого атома положительное ядро, вокруг которого вращаются электроны. Заряд ядра равен суммарному заряду электронов в атоме. По строению эта модель в увеличенном варианте была похожа по строению на Солнечную систему.

. Радиоактивные превращения ядер.

! При радиоактивном распаде один химический элемент превращается в другой, при этом именно ядро атома претерпевает изменения!

! В процессе радиоактивного распада соблюдаются законы сохранения массового и зарядового чисел.

Например: + : 226 = 222 + 4 и 88 = 86 + 2.

! Ядра атомов имеют сложный состав.

Радиоактивность – способность некоторых атомов самопроизвольно превращаться в другие атомы с испусканием частиц.

Приборы для исследования частиц.

1. Счётчик Гейгера (1908 г., основан на методе сцинтилляций, вспышек при ударе частиц об экран со специальным покрытием) – позволяет только регистрировать факт наличия частиц.

2. Камера Вильсона (1912 г., основой является перенасыщенный пар, который легко конденсируется на влетающих частицах и образуется тонкий след – трек, который видим – позволяет не только регистрировать частицы, но и получать треки их движения и фотографировать их.

&59.Рис. 184, стр.256.

1. Пузырьковая камера (1952 г., вместо перенасыщенного пара используется перегретая жидкость) - обладает большим быстродействием, чем камера Вильсона.

. Открытие протона и нейтрона.

! В 1913 г. Э.Резерфорд предположил, что в состав атомных ядер всех элементов входит ядро атома водорода, которое он назвал протоном.

Протон (первый) – положительно заряженная частица элементарная частица – ядро атома водорода - обозначается или , масса = 1 а.е.м. ( = 1,0072765 а.е.м. = 1,673 10^-27 кг).

! В 1920 г. Э.Резерфорд предположил, что в составе атомных ядер присутствуют нейтральные частицы, которые он назвал нейтронами.

Нейтрон – электрически нейтральная частица, обозначается , по массе чуть больше протона ( = 1,0086649 а.е.м. = 1,675 10^-27 кг).

V. Строение атомного ядра. Изотопы. - и - распады.

Протонно-нейтронная модель строения атомного ядра была предложена в 1931 году советским физиком Д.Д.Иваненко и немецким физиком В.Гейзенбергом.

! Протоны и нейтроны ядра называются нуклонами.

Общее число нуклонов в ядре называется массовым числом и обозначается буквой А.

Массовое число A (т.е. общее число нуклонов в ядре) численно равно массе ядра химического элемента в таблице Менделеева, выраженной в атомных единицах массы, округлённой до целого числа.
Число протонов в ядре называется зарядовым числом и обозначается буквой Z.

Зарядовое число Z (т.е. число протонов в ядре) численно равно заряду ядра, выраженному в элементарных электрических зарядах. Для каждого химического элемента зарядовое число равно порядковому номеру элемента в таблице Менделеева.

Где X – любой хим.элемент таблицы Менделеева;

Z – зарядовое число, которое = заряду ядра, выраженному в элементарных эл. зарядах;

A – массовое число, которое = числу атомных единиц массы (а.е.м.) в массе ядра атома.

! z – также равно количеству протонов и электронов в нейтральном атоме.

A – равно количеству нуклонов (т.е. протонов и нейтронов вместе) в атомном ядре.

Например: хим. элемент железо имеет следующую запись состава атома . Число А = 56 – атомная масса железа, показывает, сколько частиц (нуклонов, т.е. протонов и нейтронов вместе) находится в его ядре. Число Z = 26 – зарядовое число железа, показывает, сколько протонов находится в ядре атома железа; также показывает, какой заряд имеет ядро в атомных единицах массы (а.е.м.); также показывает количество электронов в нейтрально атоме. Если надо найти число нейтронов в атоме железа N, то надо из общего числа нуклонов в ядре отнять число протонов, т.е. N = А – Z. Для железа число нейтронов составит N = 56 – 26 = 30.

! В ходе изучения свойств радиоактивных элементов было обнаружено, что у одного и того же химического элемента встречаются атомы с разными по массе ядрами, которые назвали изотопами.

Изотопы – разновидности данного химического элемента, различающиеся по массе атомных ядер.

! Изотопы одного и того же хим. элемента содержат одинаковое число протонов, но разное число нейтронов.

Например: хим. элемент уран имеет 16 изотопов, водород – 3.

Изотопы водорода: (протий) – содержит в ядре 1 протон; (дейтерий) – содержит в ядре протон и нейтрон; (тритий) - содержит в ядре протон и 2 нейтрона; - содержит в ядре протон и 3 нейтрона.

! При радиоактивном распаде ядро атома радиоактивного элемента превращается в ядро атома другого хим. элемента, при этом излучается частица. Существует две разновидности радиоактивного распада: -распад и -распад.

-распад– радиоактивный распад, при котором выделяется -частица ( ) – ядро гелия или -частица.

Правило смещения для -распада: при -распаде хим. элемента образуется другой хим. элемент, который расположен в таблице Менделеева на 2 клетки ближе к её началу, чем исходный элемент.

Формула --распада: + .

-распад– радиоактивный распад, при котором ядро атома элемента излучает электрон ( -частицу) и нейтральную частицу (антинейтрино).

Правило смещения для -распада: при -распаде хим. элемента образуется другой хим. элемент, который расположен в таблице Менделеева на 1 клетку ближе к её концу, чем исходный элемент.

Формула -распада: + + .

– антинейтрино, сгусток антиматерии.

! - и - распады часто сопровождаются – излучением.

VI. Ядерные силы.
Гипотеза о том, что атомы состоят из протонов и нейтронов, подтверждалась многими экспериментальными фактами. Но возникал вопрос: почему атомы не распадаются на отдельные нуклоны под действием электростатических сил (ведь (+) протоны должны отталкиваться друг от друга), а гравитационные и магнитные силы не могут удерживать протоны в ядре, т.к. значительно меньше электрических сил отталкивания.
Учёные предположили, что между частицами в ядре действуют более мощные силы притяжения, которые они назвали ядерными.
Гипотеза о ядерных силах оказалась верной. Эти силы действуют на очень малых расстояниях порядка 10^-15 м и примерно в 100 раз больше, чем электростатические силы взаимодействия между зарядами. Но уже на расстояниях 10^-14 м эти силы становятся ничтожно малыми. Поэтому учёные назвали их «богатырь с короткими руками».
3. Выполни тест по изученной теме.
ТЕСТ.

1. Кто первым открыл явление радиоактивности?
   а) Демокрит; б) Эйнштейн; в) Беккерель; г) Томсон; д) Резерфорд.
   2. Самопроизвольное излучение атомами невидимых лучей называется …

а) атомами; б) радиоактивным излучением; в) сложным излучением; г) гамма-излучением.

3. Радиоактивное излучение распадается на несколько разновидностей лучей. Их количество равно…
а) 2; б) 3; в) 5; г) 7; д) их может быть разное количество.
4. Радиоактивное излучение в магнитном поле распадалось на три пучка, которые по-разному отклонялись в магнитном поле. Это происходило потому, что они …

а) по-разному заряжены; б) одинаково заряжены; в) не заряжены никак; г) я не знаю почему.
5. Частицы радиоизлучения с зарядом (+) и образованные потоком ядер гелия называются…
а) -частицами; б) - частицами; в) нейтрино; г) - частицами; д) протонами; е) нейтронами.

6. Частицы радиоизлучения, которые имеют заряд (-) и образованы потоком электронов называются…
а) -частицами; б) - частицами; в) нейтрино; г) - частицами; д) протонами; е) нейтронами.
7. Нейтральные частицы электромагнитного излучения называются…
а) -частицами; б) - частицами; в) нейтрино; г) - частицами; д) протонами; е) нейтронами.
8. Первую модель строения атома предложил…
а) Демокрит; б) Эйнштейн; в) Беккерель; г) Томсон; д) Резерфорд.
9. Планетарную модель строения атома предложил …

а) Демокрит; б) Эйнштейн; в) Беккерель; г) Томсон; д) Резерфорд.
10. Планетарной модель атома назвали потому, что она была похожа по строению на …

а) «кекс с изюмом»; б) на планету; в) на атом; г) на сферу; д) на нашу Солнечную систему.

11. Заряд ядра, выраженный в элементарных электрических зарядах, называется …
а) массовым числом; б) числом нуклонов в ядре; в) числом нейтронов в ядре; г) зарядовым числом.

12. Нейтроном называют частицу, у которой атомная масса чуть больше, чем у протона, она входит в состав ядра и у неё…

а) нет заряда; б) + заряд; в) – заряд; г) может иметь разные заряды.

13. Выбери из представленных ответов все верные. «Ядро водорода является элементарной положительной частицей и входит в состав любого …»

а) ядра; б) в состав любого хим. элемента таблицы Менделеева; в) атома; г) нейтрона; д) электрона.
14. Сколько протонов p и нейтронов N содержит свинец ?
а) p = 207, N = 82; б) p = 82, N = 207; в) p = 82, N = 135; г) p = 82, N = 289; д) p = 207, N = 164.
15. Разновидности одного и того же хим. элемента, которые отличаются только атомными массами называются…
а) -частицами; б) - частицами; в) изотопами; г) - частицами; д) протонами; е) нейтронами.
16. Как называется изотоп водорода ?
а) протий; б) тритий; в) электрон; г) протон; д) дейтерий; е) нейтронами.
17. Протоны и нейтроны в ядре удерживаются силами, которые называются …
а) гравитационными; б) электромагнитными; в) ядерными; г) слабыми; д) сильными.

4. Д/З: Учить блок 10.
Тест: Критерии оценивания:
«5» - верны 15, 16, 17 ответов;
«4» - верны 12, 13, 14 ответов;
«3» - верны 8 – 11 ответов;
«2» - верны менее 7 ответов или верных ответов нет;
«1» - работа не сделана без уважительной причины.