Урок решения задач по теме «Строение атомного ядра. Энергия связи ядер».

Решение задач в процессе обучения физике имеет многогранные функции- это средство осознания и усвоения изучаемых понятий, явлений и закономерностей, средство отработки знаний и формирования умений применять их на практике, средство повторения пройденного, способ связи курса физики с жизнью и производством во всех его разновидностях, средство создания проблемных ситуаций, предваряющих рассмотрение нового раздела или вопроса. Оно имеет, кроме перечисленных обучающих функций, и ряд воспитывающих: учит трудиться, быть целеустремленным и самостоятельным, творчески активным.[10]

Цели:

Образовательная цель: обобщить и закрепить у учащихся знания о строении атомного ядра, энергии связи ядер.

Воспитательная цель: воспитание устойчивого познавательного интереса к физике.

Развивающая цель: развитие восприятия, памяти, формирование знаний о строении атомного ядра, энергии связи ядер.

Структура урока.

1. Организационный момент – 3 минута.

2. Актуализация знаний – 5минут.

3. Решение задач – 25 минут.

4. Самостоятельная работа- 10 минут.

5. Домашнее задание – 2 минуты.

 

Ход урока:

1. Проверка присутствующих; настройка на работу.

2. Предлагаем вспомнить основные понятия и формулы, которые пригодятся на сегодняшнем уроке.

3. Задача 1. Каково строение ядра атома магния? Алю­миния?

Решение:

1) Ядро состоит из протонов и нейтронов. Заряд ядра обусловлен количеством протонов в ядре, следователь­но, он равен порядковому номеру элемента Z.Из символической записи атома магния ( ) следует, чтоZ= 12. Таким образом, в ядре атома магния 12 протонов. По массовому числуА определяют количество нукло­нов — сумму протонов и нейтронов. Количество ней­тронов в ядре:N= A — Z.

Ядро атома магния состоит из 24 нуклонов(А = 24), нейтронов в ядре магния: 24 - 12 = 12.

2) Из символической записи ядра атома алюминия следует, что ядро атома алюминия состоит из 27 нукло­нов(А = 27), 13 протонов (Z = 13) и 14 нейтронов (N=A-Z=27-13).

Ответ: В ядре магния: Z = 12 — протонов,N = 12 — нейтронов. В ядре алюминия: Z= 13 — протонов, N =14 — нейтронов.

 

Задача 2. Чем отличаются ядра изотопов кислорода и ?

Решение:

Используя символическую запись изотопов кислоро­да, определим число протонов и нейтронов. изотопы кислорода и . Видно, что число протонов в их ядрах одинаково и равно восьми (Z = 8), а число нейтронов соответственно равно

Следовательно, ядра этих изотопов отличаются числом содержащихся в них нейтронов.

Ответ: .

Задача 3 . Вычислите дефект массы ядра кислорода .

Решение:

Дефект массы ядра равен:

Из символической записи элемента следует, что A=17 и Z=8, то есть в состав ядра кислорода входит8протонов и 9 нейтронов: N = A – Z = 17-8=9. Тогда выражение для дефекта масс можно записать
= .

Подставим значения массы протона, нейтрона и ядра кислорода. кг.

Ответ: кг.

Задача 4 . Найти энергию связи ядра изотопа магния .

Решение:

Энергия связи ядра , где - дефект массы ядра.

Отсюда

Сравнивая символическую запись изотопа лития с обозначением видим, что А = 7 и Z = 3, то есть в ядре изотопа лития 7 нуклонов, из них 3 протона и 4 нейтрона (N=A-Z).

Подставив значения А и Z в выражение энергии связи, получим:
Дж

Ответ: Дж

4. Задача для самостоятельного решения:

Вычислить дефект массы (в а.е.м.) и энер­гию связи ядра бора (в МэВ).

Решение:

Дефект массы атомного ядра определяется по формуле:

Масса ядраМ_я = М_а — Zm_e гдеМ_а — масса нейтраль­ного атома,т_е — масса электрона.

Тогда М_а - Zm_e).

Решение задачи можно упростить, если принять во внимание, что масса атома водорода складывается из массы протона и электрона, тогдаm_р+m_е=m( ), в ядре водорода нет нейтронов, следовательно,

Находим в таблицеm( = 1,00783 а.е.м. Энергия связи . Из символической записи ядра бора следует, что Z= 5; А = 11, то есть ядро атома бора состоит из 11 нуклонов: 5 протонов и 6 нейтронов.

≈76,3 МэВ

Ответ: ≈76,3 МэВ

 

5. Запишите домашнее задание в дневники: конспект; упражнение 30 задачи 1, 3, 4,8*. ст. 314 из учебника В.В. Жилко.

 

Урок контроля знаний.

Контроль знаний — это проверка знаний данного ученика, предусматривающая их оценку только по результатам его личной учебной деятельности. Максимально учитываются индивидуальные особенности учащихся. Контроль должен быть объективным, требовательным, без заметных искажений истинной картины знаний ученика. Даже при доброжелательном к ним отношении многие ученики волнуются и отвечают хуже, чем знают, что трудно учесть при выставлении оценки. Контроль должен быть систематическим, регулярным на протяжении всего времени обучения школьника в учебном году. Контроль должен быть всесторонним, охватывать все разделы программы. Систематический учет знаний и умений школьников позволяет своевременно “обнаружить пробелы в воспитании, осознании и осмыслении, обобщении и систематизации знаний, применении их на практике…”.Контроль может быть проведём в форме теста.

Тест на тему«Атомное ядро».

Вариант 1

1.Кто предложил ядерную модель строения атома?

1. А. Н. Д. Бор;

2. Б. М. Планк;

3. В. А. Столетов;

4. Г. Э. Резерфорд.

2.Атомное ядро имеет заряд:

1. положительный;

2. отрицательный;

3. не имеет заряда;

4. у различных ядер различный.

3.Из каких элементарных частиц состоят ядра атомов всех химических элементов? 1. протон; 2. нейтрон; 3. электрон.

1. 1;

2. 1 и 2;

3. 2 и 3;

4. 1 и 3.

4.Бета излучение – это…

1. электроны, движущиеся со скоростью, близкой к скорости света;

2. электромагнитное излучение большой частоты;

3. ядро гелия.

 

5.Произошел самопроизвольный распад ядра. Выделилась или поглотилась во время распада энергия?

1. выделилась;

2. поглотилась;

3. осталась неизменной;

4. среди ответов А, Б, В нет верного.

6.Какой вид радиоактивного излучения наиболее опасен при внутреннем облучении человека?

1. β – излучения;

2. γ – излучения;

3. α – излучения;

4. все три одинаково опасны.

7.Какое неизвестное ядро Х образуется в результате ядерной реакции ?

1. ;

2. ;

3. ;

4. .

8.При бомбардировке изотопа лития α – частицами происходит ядерная реакция с испусканием нейтронов и образованием ядра изотопа бора…

1. ;

2. ;

3. ;

4. .

9.Какую частицу надо вставить вместо Х в ядерную реакцию

1. электрон;

2. протон;

3. нейтрон;

4. α – частицу.

 

10.Ядро какого изотопа образовалось в результате столкновения α - частиц с ядром бериллия , если кроме этого ядра продуктом реакции был один нейтрон?

1. ;

2. ;

3. ;

4. .

 

 

Вариант 2

1.Почему радиоактивные препараты хранят в толстостенных свинцовых контейнерах?

1. свинец поглощает заряженные частицы;

2. свинец отражает заряженные частицы;

3. свинец вступает в химическую реакцию с заряженными частицами.

2.Изотопы – это…

1. элементы с одинаковым химическим составом и одинаковой атомной массой;

2. элементы с различным химическим составом, но одинаковой атомной массой;

3. элементы с одинаковым химическим составом, но с различной атомной массой.

3.Нейтрон – это частица,

1. имеющая заряд +1, атомную массу 1;

2. имеющая заряд – 1, атомную массу 0;

3. имеющая заряд 0, атомную массу 0;

4. имеющая заряд 0, атомную массу 1.

4.Сколько электронов содержится в электронной оболочке нейтрального атома, если в атомном ядре 20 протонов и 17 нейтронов?

1. 20;

2. 37;

3. 17;

4. 3.

5.В каком приборе происхождение ионизирующей частицы регистрируется по возникновению импульса электрического тока в результате возникновения самостоятельного разряда в газе?

1. в ионизационной камере;

2. в счетчике Гейгера-Мюллера;

3. в сцинтилляционном счетчике;

4. в камере Вильсона.

6.Ядро состоит из 90 протонов и 144 нейтронов. После испускания двух β частиц, а затем одной α частицы, это ядро будет иметь:

1. 85 протонов, 140 нейтронов;

2. 87 протонов, 140 нейтронов;

3. 90 протонов, 140 нейтронов;

4. 87 протонов, 140 нейтронов.

7.Какое недостающее ядро надо вставить вместо Х в ядерную реакцию? .

1. ;

2. ;

3. ;

4. .

8.Определите количество нейтронов в ядре элемента, получившегося в результате трех последовательных α распадов ядра тория .

1. 144;

2. 140;

3. 232;

4. 138.

9.При реакции деления ядер урана 235 выделилось 1,204 ∙ 10²⁶ МэВ энергии. Определите массу распавшегося урана, если при делении одного ядра выделяется 200 МэВ энергии.

1. 50 кг;

2. 0,235 кг;

3. 235 кг;

4. 0,5 кг.

10.Какая энергия выделяется при преобразовании ядра атома изотопа гелия из свободных, т.е. не взаимодействующих между собой нуклонов, если массы покоя m_p = 1,00814 а.е.м.,

m_n = 1,00899 а.е.м., м_я = 3,01699 а.е.м.

1. 7,58 МэВ;

2. 7,7 МэВ;

3. 34,18 МэВ/нуклон;

4. 7 МэВ/нуклон.