Радиоактивность

Предмет физика

Класс 11

Автор урока (ФИО, должность) Кадуцкая Лидия Максимовна, учитель физики

Образовательное учреждение МОУ «СОШ №20 с углубленным изучением отдельных предметов» г. Белгорода

Республика/край, город/поселение РФ г.Белгород

Тип урока: урок изучения нового материала

Цели урока: создать условия для усвоение учащимися ЗУН и СУД по теме урока: радиоактивность, альфа-, бета-, гамма излучения, правило смещения, период полураспада, закон радиоактивного распада; научить каждого ученика на уровне восприятия, осмысления и первичного усвоения.
Задачи урока

Образовательные задачи:

объяснить и закрепить новый материал

познакомить с историей открытия

показать презентацию по теме урока

активизировать мыслительную деятельность учащихся на уроке;

реализовать успешное овладение новым материалом,

развивать речь, умение делать выводы.

заинтересовать и увлечь темой урока;

создать личную ситуацию успеха;

вести коллективный поиск по сбору материалов о радиации

создать условия для развития у школьников умения структурировать информацию.
Необходимое оборудование и материалы: Знак радиоактивной опасности; портреты ученых, электронные учебники «Физикон», «Formoza», проектор, счетчик Гейгера, рефераты учащихся, презентация

Подробный конспект урока

Мотивация учащихся. Сконцентрировать внимание учащихся на изучаемом материале, заинтересовать их, показать необходимость и пользу изучения материала. Радиация – это необычные лучи, которые глазом не видно и вообще нельзя никак почувствовать. но которые могут проникать даже через стены и пронизывать человека.

Ход и содержание урока

Этапы урока.

1. 
   Организационный этап.
   
2. 
   Этап подготовки к изучению новой темы, мотивация и актуализация опорных знаний.
   
3. 
   Этап усвоения новых знаний.
   
4. 
   Этап закрепления новых знаний.
   
5. 
   Этап подведения итогов, информация о домашнем задании.
   
6. 
   Рефлексия.
   

Актуализация наличных знаний учащихся в форме проверки домашнего задания и беглого фронтального опроса учащихся.

Состав атома. Методы регистрации и наблюдения элементарных частиц.

Создание проблемной ситуации.

Показываю знак радиоактивной опасности и задаю вопрос: « Что означает этот знак? В чем опасность радиоактивного излучения?»

«Ничего не надо бояться – надо лишь понять неизвестное» Мария Склодовская- Кюри.

Тема урока: «Радиоактивность».

1) Сообщения учащегося. Открытие радиоактивности Анри Беккерелем.

Открытие радиоактивности произошло благодаря счастливой случайности. Беккерель долгое время исследовал свечение веществ, предварительно облученных солнечным светом. Он завернул фотопластинку в плотную черную бумагу, положил сверху крупинки урановой соли и выставил на яркий солнечный свет. После проявления фотопластинка почернела на тех участках, где лежала соль. Беккерель думал, что излучение урана возникает под влиянием солнечных лучей. Но однажды, в феврале 1896г., провести ему очередной опыт не удалось из-за облачной погоды. Беккерель убрал пластинку в ящик стола, положив на нее сверху медный крест, покрытый солью урана. Проявив на всякий случай пластинку два дня спустя, он обнаружил на ней почернение в форме отчетливой тени креста. Это означало, что соли урана самопроизвольно, без каких либо внешних влияний создают какое-то излучение. Начались интенсивные исследования. Вскоре Беккерель установил важный факт: интенсивность излучения определяется только количеством урана в препарате, и не зависит от того в какие соединения он входит. Следовательно, излучение присуще не соединениям, а химическому элементу урану. Затем подобное качество было обнаружено и у тория.

Беккерель Антуан Анри французский физик. Окончил политехническую школу в Париже. Основные работы посвящены радиоактивности и оптике. В 1896г открыл явление радиоактивности. В 1901г обнаружил физиологическое действие радиоактивного излучения. В 1903г Беккерель удостоен Нобелевской премии за открытие естественной радиоактивности урана. (1903, совместно с П. Кюри и М. Склодовской-Кюри).

В 1898 году другие французские ученые Мария Склодовская-Кюри и Пьер

Недаром Маяковский сравнивал поэзию с добычей радия: «Поэзия – та же добыча радия. В грамм добыча, в год труды. Изводишь единого слова ради тысячи тонн словесной руды.» В 1903 году за открытие в области радиоактивности супругам Кюри и А.Беккерелю была присуждена Нобелевская премия по физике.

Явление самопроизвольного превращения неустойчивых ядер атомов в ядра других атомов с испусканием частиц и излучением энергии называется естественной радиоактивностью.

Слайд №2

– Пьер Кюри - французский физик, один из создателей учения о радиоактивности. Открыл (1880) и исследовал пьезоэлектричество. Исследования по симметрии кристаллов (принцип Кюри), магнетизму (закон Кюри, точка Кюри). Совместно с женой М. Склодовской-Кюри открыл (1898) полоний и радий, исследовал радиоактивное излучение. Ввел термин «радиоактивность». Нобелевская премия (1903, совместно со Склодовской-Кюри и А. А. Беккерелем).

.В 1899 году под руководством английского ученого Э. Резерфорда, был проведен опыт, позволивший обнаружить сложный состав радиоактивного излучения.

В результате опыта, проведенного под руководством английского физика, было обнаружено, что радиоактивное излучение радия неоднородно, т.е. оно имеет сложный состав.

Слайд №4.

Резерфорд Эрнст (1871-1937), английский физик, один из создателей учения о радиоактивности и строении атома, основатель научной школы, иностранный член-корреспондент РАН (1922) и почетный член АН СССР (1925). Директор Кавендишской лаборатории (с 1919). Открыл (1899) альфа- и бета-лучи и установил их природу. Создал (1903, совместно с Ф. Содди) теорию радиоактивности. Предложил (1911) планетарную модель атома. Осуществил (1919) первую искусственную ядерную реакцию. Предсказал (1921) существование нейтрона. Нобелевская премия (1908).

Слайд №5

Препарат радия помещали в свинцовый контейнер с отверстием. Напротив отверстия помещали фотопластинку. На излучение действовало сильное магнитное поле.

Почти 90 % известных ядер нестабильны. Радиоактивные ядра могут испускать частицы трех видов: положительно заряженные (α-частицы – ядра гелия), отрицательно заряженные (β-частицы – электроны) и нейтральные (γ-частицы – кванты коротковолнового электромагнитного излучения). Магнитное поле позволяет разделить эти частицы.
4) Проникающая способность α .β. γ излучения Слайд №6

α –лучи обладают наименьшей проникающей способностью. Слой бумаги толщиной 0.1мм для них уже непрозрачен.

. β-лучи полностью задерживает алюминиевая пластинка толщиной несколько мм.

. γ-лучи при прохождении через слой свинца в 1см уменьшают интенсивность в 2 раза.

γ-излучение электромагнитные волны 10^-10-10^-13м

β-лучи-поток электронов, движущихся со скоростями близкими к скорости света.

α –лучи- ядра атома гелия (краткое описание исследований Резерфорда)

Резерфорд измерил отношение заряда частицы к массе по отклонению в магнитном поле. Электрометром измерил заряд.. испущенный частицами источника, счетчиком Гейгера измерил их число. Резерфорд установил. что на каждый из двух элементарных зарядов приходится две атомные единицы массы. То есть α-частица – это ядро атома гелия.

6) Правило смещения.Слайд №7

Работа с электронным учебником

• 
  Альфа-распад. При альфа-распаде ядро испускает одну α-частицу, и из одного химического элемента образуется другой, расположенный на две клетки левее в периодической системе Менделеева:
  

Написать реакцию альфа распада , пользуясь лабораторией 5.14 электронного учебника «Физикон»

При бета-распаде из ядра вылетает еще одна частица, называемая электронным антинейтрино. Эта частица обозначается символом

Написать реакцию бета-распада, пользуясь лабораторией 5.14 электронного учебника «Физикон»

• 
  При испускании ядрами атомов нейтральных γ-квантов ядерных превращений не происходит. Испущенный γ-квант уносит избыточную энергию возбужденного ядра; числа протонов и нейтронов в нем остаются неизменными.
  

Физикон 5.14

Настоящая модель демонстрирует различные типы ядерных превращений. Ядерные превращения возникают как вследствие процессов радиоактивного распада ядер, так и вследствие ядерных реакций, сопровождающихся делением или синтезом ядер.

7)Закон радиоактивного распада. Слайд.№8. №9

Время, за которое распадается половина из начального числа радиоактивных атомов, называют периодом полураспада. За это время активность радиоактивного вещества уменьшается вдвое.

Период полураспада – основная величина. определяющая скорость радиоактивного распада. Чем меньше период полураспада. тем меньше времени живут атомы, тем быстрее происходит распад. Для разных веществ период полураспада имеет разные значения.

Закон радиоактивного распада установлен Ф. Содди. По формуле находят число нераспавшихся атомов в любой момент времени. Пусть в начальный момент времени число радиоактивных атомов N₀. По истечении периода полураспада их будет N₀./2. Спустя t=nT их останется N₀/2^п

4. 
   Этап закрепления новых знаний.
   

Среди загрязнений, вызванных аварией на ЧАЭС, наиболее опасен Cs-137 с периодом полураспада 30 лет. Через какое время его активность уменьшится в 8 раз?

Ответ: t=90лет.

Тест.»Радиоактивность» Получает каждый ученик. Ответы на слайде.

1 вариант

1. Кто из перечисленных ученых назвал явление самопроизвольного излучения радиоактивностью?

А. Супруги Кюри

В. Резерфорд

С. Беккерель

2.-лучи представляют собой….

А. поток электронов

В. поток ядер гелия

С. электромагнитные волны

3. В результате - распада элемент смещается

А. на одну клетку к концу периодической системы

В. на две клетки к началу периодической системы

С. на одну клетку к началу периодической системы

4. Время, в течение которого распадается половина радиоактивных атомов, называется…

А.временем распада

В. периодом полураспада

С. периодом распада

5. Имеется 10⁹атомов радиоактивного изотопа йода ₅₃¹²⁸I, период его полураспада25мин. Какое примерно количество ядер изотопа останется нераспавшимся через 50 мин?

А. 510⁸

В. 10⁹

С. 2,510⁸

2 вариант

1. Кто из перечисленных ниже ученых является первооткрывателем радиоактивности?

А. Супруги Кюри

В. Резерфорд

С. Беккерель

2. - лучи представляют собой…

А. поток электронов

В. поток ядер гелия

С. электромагнитные волны

3. В результате - распада элемент смещается

А. на одну клетку к концу периодической системы

В. на две клетки к началу периодической системы

С. на одну клетку к началу периодической системы

4. Какое из перечисленных ниже выражений соответствует закону радиоактивного распада.

А.N=N₀2^-t/T

В. N=N₀/2

С. N=N₀2^-T

5.Имеется 10⁹атомов радиоактивного изотопа цезия ₅₅¹³⁷Cs, период его полураспада 26 лет. Какое примерно количество ядер изотопа останется нераспавшимся через 52 года?

А. 510⁸

В. 10⁹

С. 2,510⁸

Ответы 1 вариант 2 вариант

1А, 2А , 3В, 4С, 5С 1С, 2С, 3А, 4А, 5С

Закончить фразу

1. 
   сегодня я узнал…
   
2. 
   мне было интересно…
   
3. 
   я понял, что…
   
4. 
   теперь я могу…
   
5. 
   я научился…
   
6. 
   у меня получилось …
   
7. 
   меня удивило…
   
8. 
   урок дал мне для жизни…
   
9. 
   мне захотелось…
   

1. 
   Использованные источники и литература (если имеются) Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика -11:. – М.:: Просвещение, 2005
   
2. 
   Корякин Ю. И Биография атома. Москва 1961
   
3. 
   Энциклопедический словарь юного физика / сост. В.А.Чуянов..: Педагогика, 1984
   
4. 
   Касьянов В.А. Физика 11 класс. – М.: Дрофа, 2006.
   
5. 
   Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. – М.: Просвещение, 2002.
   
6. 
   Марон А.Е., Марон Е.А. Физика 11 класс: Дидактические материалы – М.: Дрофа, 2004.