Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Гимназия»

г. Александровск Пермский край

Конспект урока физики в 11 классе «Закон радиоактивного распада»

Павлович Елена Мартиновна

учитель физики высшей категории

г. Александровск

2013

Тема урока: закон радиоактивного распада.

Цели урока: - вывести закон радиоактивного распада;

- раскрыть практическое значение закона, его статистический

характер;

- научиться решать задачи на закон радиоактивного распада.

Ход урока.

I. Актуализация знаний.

Мы продолжаем изучение темы «Открытие радиоактивности».

1. На доске написаны термины, нужно раскрыть их значение.

Атом, трек, спонтанный, радиоактивность, α- лучи, β- лучи, γ- лучи, α- распад, β- распад.

2. Решение задач (у доски).

1). В ядро какого элемента превращается ядро изотопа тория ²³⁴ ₉₀ Th, если оно претерпевает три последовательных α- распада? ( ²²²₈₄ Po).

2). В ядро какого элемента превращается ядро изотопа урана ²³⁸₉₂U после одного α- распада и двух β- распадов? ( ²³⁵ ₉₂U ).

3). Написать реакцию β- распада свинца ²⁰⁹₈₂ Pb. Какой элемент образуется? ( ²⁰⁹₈₃Bi ).

II. Изучение нового материала.

Резерфорд установил, что активность радиоактивных веществ убывает с течением времени. Для каждого вещества существует характеристика- период полураспада- это время , в течение которого распадается половина наличного числа радиоактивных атомов. В учебнике физике на рис. 260 изображён спад активности для одного из радиоактивных препаратов. Активность- это число распадов в секунду. Скажите, каков период полураспада для этого вещества? (5 суток).

Найдём математическую форму закона.

N₀ - число радиоактивных атомов в начальный момент времени t₀.

время

0

Т

2Т

3Т

nТ

число радиоактивных атомов

N₀

N₀/2

N₀/2²

N₀/2³

N₀/2ⁿ

Время t= nТ

По истечении времени t останется N радиоактивных атомов.

N- число нераспавшихся атомов.

N= N₀/2ⁿ

n= t/T

N= N₀/2^t/T

N= N₀ 2^-t/T

Мы получили формулу закона.

Закон можно записать в другом виде:

m= m₀ 2^-t/T , так как масса вещества прямо пропорциональна числу атомов.

Период полураспада- это основная величина, определяющая скорость радиоактивного распада. Чем меньше период полураспада, тем быстрее протекает распад. Период полураспада разных изотопов различный.

Изотоп

Период полураспада

²³⁸U

²³⁹Pu

¹⁴C

²²⁶Ra

³H

¹⁰⁴Tc

4,5 млрд. лет

24000 лет

5730 лет

1600 лет

12 лет

18 минут

Физический смысл закона радиоактивного распада довольно сложный. За период полураспада распадается половина атомов. С течением времени скорость распада не меняется. Радиоактивные атомы не стареют. Для радиоактивных атомов не существует понятия возраста. Можно определить среднее время жизни. Закон определяет среднее число атомов, распадающихся за определённый интервал времени. Но всегда имеются отклонения от среднего значения, и чем меньше количество атомов в препарате, тем больше отклонения, Закон является статистическим законом (справедлив для большого числа частиц).

«Истина- это то, что выдерживает проверку опытом».

А. Эйнштейн.

Модельный эксперимент.

Для эксперимента нужно взять 40- 50 монет. Монеты, выпавшие гербом, будем считать распавшимися атомами. Монеты встряхнуть и высыпать на стол с некоторой высоты. Монеты, выпавшие гербом подсчитать, отложить в сторону, а остальные вновь встряхнуть и высыпать на стол. Выпавшие гербом убрать, а остальные встряхнуть и снова повторить опыт несколько раз. По результатам опыта построить график зависимости числа монет от номера опыта. Сравнить полученный результат с графиком радиоактивного распада.

Практическое значение закона. Закон позволяет определять:

1) возраст минералов;

2) возраст горных пород;

3) время образования земной коры;

4) возраст ископаемых останков древних животных.

Радиоуглеродный анализ- это физический метод датирования биологических останков путём измерения содержания в материале радиоактивного изотопа ¹⁴C по отношению к стабильным изотопам.

III. Закрепление знаний.

Решение задач:

1. Имеется 8 кг радиоактивного цезия. Определите массу нераспавшегося цезия после 135 лет распада, если период полураспада 27 лет. (m= 0,25 кг).

2. Имелось некоторое количество радиоактивного серебра. Масса серебра уменьшилась в 8 раз за 810 суток. Определите период полураспада. (Т= 270 суток).

Задание: составить синквейн по теме «Радиоактивность»

VI. Подведение итогов урока. Домашнее задание: § 102

Литература:

1. Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев. Физика 11 класс. Москва «Просвещение» 2010.

2. В.А. Касьянов. Физика 10 класс. Москва «Дрофа» 2001.

3. В.А. Касьянов. Физика 11 класс. Москва «Дрофа» 2002.

4. Г.И. Рябоволов, Н.Р. Дадашева, В.А. Курганова .Сборник дидактических заданий по физике. Москва «Высшая школа» 1986.