Ядерные силы, ядерные реакции. Энергия связи. Дефект масс (Мартынова Е.С.)

Текст урока

• Конспект

   Класс:  9 класс
  Предмет:  Физика
  Тип урока: 
   Урок изучения и первичного закрепления новых знаний
  Используемые учебники и учебные пособия: 
   А.В. Перышкин, Е.М. Гутник  Физика 9 класс - М.:Дрофа, 2012
  Используемая методическая литература: 
  В.А. Волков  Поурочные разработки по физике 9 класс - М.:"ВАКО", 2007
  Базовый уровень
  Тема: Ядерные силы, ядерные реакции. Энергия связи. Дефект масс (12/6)
  Цели урока: Познакомить учащихся с понятием ядерные силы, энергия связи.
  Задачи урока: Развитие навыков интеллектуальной коллективной работы;
             воспитание основ нравственного  сознания; пробудить у  учащихся интерес
             к предмету.
  
  Форма урока: комбинированный урок.
  Техническое обеспечение:  тесты, таблица Менделеева.
  Содержание урока
   Орг.момент: объявление  темы и цели урока, 
  I. Устная проверка домашнего задания, повторение 
  Этап подготовки к активному и сознательному   усвоению материала (актуализация знаний).
  
  - Что происходит с ядром радиоактивного элемента при α-распаде?
  - Приведите пример реакции α-распада.
  - Как читается правило смещения для α-распада? 
  - Приведите пример для α-распада?
  - Что происходит в ядре атома, претерпевшего β-распад? Какие частицы при этом излучаются? Что происходит с зарядом ядра и почему?
  - Сформулируйте правило смещения для β-распада.
  - Изменится ли массовое число ядра при β-распаде? Почему?
  - Каким видом излучения часто сопровождается α- и β-распад?
  
  II. Самостоятельная работа  Работа в парах с последующей взаимопроверкой
  Вариант I
  
  Вариант II
  
  1. Какой заряд имеют α-частица, β-частица?
  а) α-частица - отрицательный, β-частица - положительный;
  б) α- и β-частицы - положительный;
  в) α-частица — положительный, β-частица - отрицательный.
  2. α-излучение - это:
  а) поток электронов;
  б) поток ядер атомов гелия;
  в) излучение квантов энергии.
  3. Какие частицы излучаются при указанном процессе распада: 
  а) ядро гелия;
  б) электрон;
  в) ядро гелия и электрон.
  4. Тот факт, что при радиоактивных превращениях из атомов одних веществ образуются атомы других веществ, является доказательством того, что радиоактивные превращения претерпевают:
  а) ядра атомов;
  б) электронные оболочки;
  в) кристаллы.
  5. В результате β-распада новый элемент занял место в таблице Менделеева:
  а) на две клетки правее;
  б) на две клетки левее;
  в) на одну клетку правее;
  г) на одну клетку левее.
  
  1. Какой заряд имеют β-частица, γ-частица?
  а) β-частица - положительный, γ-излучение - отрицательный;
  б) β-частица - отрицательный, γ-излучение не имеет заряда;
  в) β-частица и γ-излучение - отрицательный.
  2. β-излучение - это:
  а) β-излучение квантов энергии;
  б) поток ядер гелия;
  в) поток электронов.
  3. В результате какого радиоактивного распада натрий 2211Na превращается в  2212Mg ?
  а) α-распада;
  б) β-распада.
  
  
  4. Почему радиоактивные препараты хранят в толстостенных свинцовых контейнерах?
  а) чтобы избежать опасного излучения;
  б) чтобы увеличить период полураспада;
  в) чтобы уменьшить явление радиоактивности.
  
  5. Какие частицы или излучения имеют наибольшую проникающую способность?
  а) α-частицы;
  б) γ-излучение;
  в) β-излучение.
  
  Ответы:1В,2Б,3А,4А,5В
  1В,2В,3Б,;А,5Б
  
  III. Новый материал
  Гипотеза о том, что атомные ядра состоят из протонов и нейтронов, подтверждалась многими экспериментами. Это свидетельствует о справедливости протонно-нейтронной модели строения ядра, предложенной  Д.Иваненко и  В.Гейзенбергом.
  Вопрос к классу.  Почему ядра не распадаются на отдельные нуклоны под действием сил электростатического отталкивания между положительными заряженными протонами?
  Если нуклоны не могут удержаться вместе за счет сил притяжения гравитационного происхождения , это означает что между всеми нуклонами в ядрах должны быть какие особые силы. Которые должны быть по величине выше, чем электростатические силы отталкивания. И обладать определенными свойствами
  Силы притяжения, связывающие протоны и нейтроны в ядре, называются ядерными силами.
  
  Свойства ядерных сил:
  ♦ являются только силами притяжения;
  ♦ во много раз больше кулоновских сил;
  ♦ не зависят от наличия заряда;
  ♦ короткодействующие: заметны на r ≈ 2,2 · 10-15 м;
  ♦ взаимодействуют с ограниченным числом нуклонов;
  ♦ не являются центральными.
  
  Ядерные силы примерно в 100 раз превосходят электромагнитные. Это самые мощные силы из всех, которыми располагает природа. Поэтому взаимодействия ядерных частиц часто называют сильными взаимодействиями.
  Вопрос к классу:  Если ядро состоит из нуклонов, между которыми существуют ядерные силы, возможно ли разделить ядро на отдельные нуклоны. Что для этого необходимо сделать. (Заслушать мнение учащихся)
  Действительно  что разбить ядро на отдельные нуклоны, необходимо совершить определенную работу т.е. сообщить ядру энергию. 
  Под энергией связи ядра понимают ту энергию, которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные частицы.
  Энергия связи позволяет объяснить устойчивость ядер, выяснить, какие процессы ведут к выделению ядерной энергии. На основании закона сохранения энергии ( А.Эйнштейн, 1905 год)  можно также утверждать, что энергия связи равна той энергии, которая выделяется при образовании ядра из отдельных частиц.
  Согласно этому закону между массой и энергией покоя существует прямая зависимость
  Е = mс2., где с – скорость света
  Если энергия покоя изменится по каким то причинам, и изменится масса этой системы, на величину дельта m. Поэтому масса покоя ядра Мя всегда меньше суммы масс покоя слагающих его протонов и нейтронов:
  
  Т. е. существует дефект масс, который подтверждается многочисленными опытами.
  
  Энергия связи ядра:
  
  Энергия связи атомных ядер очень велика. Например: образование 4 г гелия сопровождается выделением такой же энергии, что и сгорание 1,5-2 вагонов каменного угля.
  
  IV. Вопросы на закрепление
  - Какие силы действуют между нуклонами в атомном ядре?
  - Проявлением какого вида фундаментальных взаимодействий являются эти силы?
  - Какими свойствами обладают ядерные силы притяжения?
  - Что называют энергией связи атомного ядра?
  - Что называют дефектом массы?
  - Напишите формулу дефекта массы.
  V. Решение задач
  Задача 1
  Вычислите дефект масс ядра кислорода 178О.
  
  Решение:
   Дефект массы ядра равен: 
  Из символической записи элемента 178О следует, что А = 17 и Z = 8, т. е. в состав ядра кислорода входит 8 протонов и 9 нейтронов: N = А - Z = 17 - 8 = 9.
  Тогда выражение для дефекта масс можно записать:
  
  Ответ: Δm ≈ 1,6 · 10-28 кг.
  
  Домашнее задание:
  1. Прочитать и выучить § 64-65; 
  2. Решить задачи: 
  Найти энергию связи ядра изотопа лития 73Li.
  Ответ: EСB = 5,58 · 10-13 Дж.
  3.Дополнительное задание:  Можно ли измерять энергию связи не в Дж? 
  
  
  
  
  
  
   

   Read more ...

  Автор(ы): Мартынова Е. С.

  Скачать: Физика 9кл - Конспект.doc