МКОУ «Рябинковская ООШ»

Урок физики в 9 классе

Подготовила Кошмелюк Е.Е.

2014 год

Ф-9.Открытый урок по теме « Радиоактивные превращения атомных ядер».

Тип урока: урок изучения нового материала
Цель урока: изучить явление радиоактивности; радиоактивных превращений.
Задачи:
образовательная - ознакомление учащихся с правилом смещения; расширение представлений учащихся о физической картине мира; 
развивающая – отработать навыки физической природы радиоактивности, радиоактивных превращений, правил смещения по периодической системе химических элементов; продолжить развитие навыков работы с таблицами и схемами; продолжить развитие навыков работы с учебной литературой (выделении главного, изложение материала, развитие внимательности, умений сравнивать, анализировать и обобщать факты), способствовать развитию критического мышления;
воспитательная – способствовать развитию любознательности, формировать умение излагать свою точку зрения и отстаивать свою правоту.
Оборудование: Периодическая таблица Менделеева Д.И.; таблица электромагнитных волн; таблица физической природы радиоактивности, кроссворд.
Конспект урока:

1. Организационный момент (название новой темы)
Учитель. Эпиграфом к сегодняшнему уроку послужат слова:

«Блажен, кто явственно узрел
Хотя бы скорлупу природы».

Гёте.

Всего две строчки из стихотворения Гёте, а какой глубокий в них смысл!
Действительно, у природы много тайн и загадок, раскрывает она их не охотно, поэтому каждая очередная разгадка – важный шаг человечества на пути к познанию мира.
Вот и вам сегодня предлагается приоткрыть занавес тайны…радиоактивности.
Открыли рабочие тетради. Записали число и тему урока.
Мы продолжаем изучение вопросов, связанных со строением атома и строение ядра. И тема сегодняшнего урока – это «Радиоактивные превращения атомных ядер».

2. Проверка домашнего задания. Тестовое задание

Учащимся предлагается в течение 7 минут выполнить тест, для этого им раздаю лист заданий, на котором дети отмечают выбранные ответы

1 вариант

1. В состав ядра входят…

а) протоны и нейтроны б) протоны, нейтроны, электроны в) протоны и электроны

2. какой заряд имеют а-частица, в-частица?

а) а-частица - отрицательный, в-частица – положительный

б) а- и в- частицы – положительный

в) а-частица - положительный, в-частица – отрицательный

г) а- и в- частицы – отрицательный

3. излучение а-частиц – это…

а) поток электронов б) поток ядер атомов гелия

в) излучение квантов энергии г) поток нейтронов.

2 вариант

1. В состав атома входят…

а) протоны и электроны б) протоны и нейтроны в) протоны, нейтроны, электроны

2. какой заряд имеют в-частица, гамма-излучение?

а) в-частица - отрицательный, гамма – излучение не имеет заряда

б) в- частица и гамма – излучение – положительный

в) в-частица - положительный,– гамма – излучение отрицательный

г) в- частица и гамма – излучение – отрицательный

3. излучение в-частиц – это…

а) излучение квантов энергии б) поток ядер атомов гелия

в) поток электронов г) поток нейтронов.

Устная работа.

• Что представляет собой атом согласно модели, предложенной Томсоном? (сообщение)

• Что представляет собой атом согласно модели, предложенной Резерфордом? (сообщение)

• Какой вывод был сделан Резерфордом на основании того, что некоторые а-частицы рассеивались на большие углы?

3. Изучение нового материала.

 На предыдущем уроке мы обсуждали вопрос, связанный с очень важным экспериментом Резерфорда, в результате которого, мы теперь знаем, что атом представляет собой планетарную модель. Модель Резерфорда так и называется – планетарная модель атома или просто строение ядра. В центре ядра находится массивное положительно заряженное ядро. А вокруг ядра обращаются по своим орбитам электроны. Электронная оболочка, которая вокруг ядра образована электронами, естественно, не представляет никакой преграды для a-частиц и всякое рассеивание, о котором мы говорили, связано именно с взаимодействием a-частиц и ядер атомов.

Надо сказать, что опыт Резерфорда в данном случае хорош, конечно, во всех отношениях по результатам, по технике исполнения, но еще, кроме всего прочего, необходимо отметить, что в этом опыте совершенно точно было уже понятно, что основной интерес и основное направление развития дальнейшего изучения атомов – это, конечно, ядро. Ядро атома химического элемента. И надо сказать еще очень важную вещь: конечно, есть инструмент, при помощи которого будет производиться это изучение. Это элемент радий, который самопроизвольно излучает a-частицы. 

Мы знаем, что вместе с Резерфордом в опытах участие принимал Фредерик Содди. Содди химик, и поэтому свою работу он проводил именно в плане отождествления полученных элементов по их химическим свойствам. Именно Содди удалось выяснить, что a-частица – это есть не что иное, как ядро атома гелия.

Когда произвели измерения, то выяснилось, что масса a-частицы – это 4 атомных единицы массы, а заряд a-частицы составляет 2 элементарных заряда. Сопоставляя эти вещи затем, накопив определенное количество a-частиц, ученые вдруг выяснили, что эти a-частицы превратились в химический элемент – газ гелий.

Химические свойства гелия были известны, и благодаря этому Содди и утверждал, что, естественно, ядра, которые представляют собой a-частицы, захватили извне электроны и превратились в нейтральные атомы гелия.

Надо сказать, что в дальнейшем все усилия были направлены на изучение ядра атома. Стало понятно, что все процессы, которые происходят, происходят не с электронной оболочкой, не с электронами, которые окружают ядра, а с самими ядрами. Дело все в том, что именно в них, в ядрах, происходят какие-то преобразования, в результате чего образуются новые химические элементы.

Интересно заместить, что со временем был использован радий в опытах, мы об этом уже говорили, со временем радий превращался совершенно в другой элемент – радон. Дело все в том, что радий – это, конечно, металл по своим химическим свойствам и отвечает всем химическим свойствам металла. А радон – это газ со всеми вытекающими свойствами. И в данном случае появилась такая любопытная совершенно цепочка, которая была явно замечена. Это радий, который образовывал a-частицы и вместе с тем превращался в газ радон.

 

(число, стоящее перед буквенным обозначением ядра сверху, называется массовым числом, а снизу – зарядовым числом (или атомным номером))

Давайте посмотрим на эту реакцию, как она записывается, и обсудим результаты. Посмотрите, пожалуйста: во-первых, a частица, как мы понимаем, 4 атомных единицы массы и двойной, удвоенный элементарный заряд, причем заряд положительный. К этому времени заряд электрона уже был известен, и, соответственно, знали о том, что это элементарный заряд, и, соответственно, можно было говорить, что a-частица обладает такими показателями. А дальше было замечено, как мы говорили, что радий превращается в радон. Все химические определения известны. У радона порядковый номер 88, его массовое число составляет 226, и, таким образом, можно говорить о превращении радия в радон.

А у радона порядковый номер уже 86, массовое число 222, и, соответственно, появляется a-частица. Это не что иное, как ядро атома гелия. В данном случае мы записываем просто гелий. Порядковый номер 2, массовое число 4.

Могу сказать теперь следующее: совершенно определенно стало ясно, что реакции, в результате которых образуются новые химические элементы, и при этом еще образуются какие-то новые излучения и другие химические элементы, получило название ядерных реакций.

И то, что мы сейчас посмотрели, вот эта запись реакции превращения радия в радон с излучением, с испусканием a-частицы – это и есть не что иное, как ядерная реакция.

Стало понятно, что это процессы, которые протекают внутри ядра, соответственно, обратились к другим элементам, и стало ясно, что вот такие ядерные реакции происходят и с другими элементами. Стало наблюдаться довольно широко явление радиоактивного превращения. 

Обращаю ваше внимание также на то, что, изучая различные химические элементы, ученым стало понятно, что существуют не только реакции с испусканием, излучением a частицы ядра атома гелия, но и другие ядерные реакции. То есть тогда, когда, например, образуются b-частицы. Мы теперь тоже знаем, что это электрон, поток электронов. В этом случае тоже образуется новый химический элемент и, соответственно, новая частица, это b-частица - электрон. 

Были обнаружены и иные реакции. В этих реакциях образовывались другие химические элементы. И особый интерес в данном случае представляют все химические элементы, у которых порядковый номер больше 83.

Вообще надо сказать, что это изучение, направление изучения ядер атомов достаточно быстро привело к тому, что были определены эти самые качественные особенности превращения одного ядра в другое. Стало понятно, что за химические свойства вещества, обращаю ваше внимание, за химические свойства вещества отвечает именно порядковый номер.

И еще необходимо отметить, что оказалось, что в результате таких ядерных реакций и образуются новые элементы с другими химическими свойствами.

 4. Закрепление материала.

1. Устно, используя таблицу Д.И. Менделеева, определяют, какие вещества могут образоваться при α- распаде из урана, плутония, полония.(уран-92 получаем торий 90; плутоний-94 получаем уран; полоний 84 получаем свинец 82).

2. Чему равно массовое число ядра атома данного химического элемента? Зарядовое число? Найдите ответы в учебнике.(с.233).

5. Самостоятельная работа. 

Ядро полония-216 образовалось после двух последовательных α-распадов. Из какого ядра оно образовалось? (радий-208)

6. Домашнее задание. §67, упр.51(1)

7. Подведение итогов.

Используемый материал: из интернета

Ответы к кроссворду:

1. Беккерель

2. Мария                           

3. Ядро                                                                        

4. Свинец

5. Нуклоны

6. Томсон

7. (Радиоактивность – радиус, луч)

1. Кто из ученых открыл явление радиоактивности?

2. Имя женщины – ученой, ставшей Нобелевским лауреатом дважды.

3. Что находиться в центре атома?

4. Изотоп полония 21084Ро α-радиоактивен. Какой элемент при этом образуется?

5. Как по другому можно назвать протоны и нейтроны?

6. Фамилия ученого, первым установившего существование электрона.

1 вариант

2. В состав ядра входят…

а) протоны и нейтроны б) протоны, нейтроны, электроны в) протоны и электроны

2. какой заряд имеют а-частица, в-частица?

а) а-частица - отрицательный, в-частица – положительный

б) а- и в- частицы – положительный

в) а-частица - положительный, в-частица – отрицательный

г) а- и в- частицы – отрицательный

3. излучение а-частиц – это…

а) поток электронов б) поток ядер атомов гелия

в) излучение квантов энергии г) поток нейтронов.

2 вариант

2. В состав атома входят…

а) протоны и электроны б) протоны и нейтроны в) протоны, нейтроны, электроны

2. какой заряд имеют в-частица, гамма-излучение?

а) в-частица - отрицательный, гамма – излучение не имеет заряда

б) в- частица и гамма – излучение – положительный

в) в-частица - положительный,– гамма – излучение отрицательный

г) в- частица и гамма – излучение – отрицательный

3. излучение в-частиц – это…

а) излучение квантов энергии б) поток ядер атомов гелия

в) поток электронов г) поток нейтронов.

Таблица “Сравнение свойств радия и радона”

Физические свойства

Химические свойства

Агрегатное состояние

Масса ядра

Заряд ядра

Число электронов

Металл

Радий

Твердое

226

88

88

Инертный газ

Радон

газ

222

86

86

Таблица “Сравнение свойств радия и радона”

Физические свойства

Химические свойства

Агрегатное состояние

Масса ядра

Заряд ядра

Число электронов

Металл

Радий

Твердое

226

88

88

Инертный газ

Радон

газ

222

86

86

Таблица “Сравнение свойств радия и радона”

Физические свойства

Химические свойства

Агрегатное состояние

Масса ядра

Заряд ядра

Число электронов

Металл

Радий

Твердое

226

88

88

Инертный газ

Радон

газ

222

86

86