Атомне ядро. Ядерні сили та їх особливості.Взаємозвязок сили та їх особливості. Взаємозвязок маси та енергії. Енергія звязку атомного ядра

Мета уроку: Навчальна: Ознайомлення учнів з моделлю ядра атома й з історією відкриття протона і нейтрона. Розвивальна. Розвивати творчий підхід до навчання як засіб виховання стійкого інтересу до предмета. Виховна. Виховувати уважність, зібраність, спостережливість. Тип уроку: урок засвоєння нових знань. Наочність і обладнання: навчальна презентація, комп’ютер, підручник. Урок підготувала вчитель Летичівського ліцею №2 Бондарчук К. Д.{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}Тема: Атомне ядро. Ядерні сили та їх особливості. Взаємозв’язок маси та енергії. Енергія зв’язку атомного ядра.

 Всі тверді, рідкі, і газоподібні речовини складаються з атомів або молекул. Фізична модель атома, у свою чергу, більш докладно розкриває подробиці його будови.

Атом складаєтьсяз щільного ядра з позитивно заряджених протонів та електрично нейтральних нейтронів. Ядро оточене набагато більшою за розміром оболонкою з негативно заряджених електронів. Кількість протонів дорівнює кількості електронів і тому атом є електрично нейтральним. При втраті чи набутті одного або кількох електронів, атом перетворюється на іон, що має певний позитивний чи негативний електричний заряд. 

{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A} Будова атома↓Атомне ядро↓Нуклони. Атомна оболонка↓Частинки↓Протон↓Нейтрон. Електрон. Позначення. PNe. Заряд+ 1.6 · 10-19 Кл0- 1.6 · 10-19 Кл. Маса спокою1836 me1839 me1 me = 9.11 · 10-19кг

X - cимвол елемента. Z - атомний (порядковий) номер елемента.  Він дорівнює числу протонів в ядрі, числу електронів в оболонці і електричному заряду ядра. А - масове число. А = Z + N. Число протонів дорівнює атомному номеру елемента Z в періодичній системі елементів і називають зарядовим числом. Число нейтронів позначають N Масовим числом називають суму : A= Z+NАтомна одиниця маси дорівнює 1/12 маси атома Карбону 1 а.е.м. = 1,66057 * 10^-27 кг. Позначення

Ізотопи являють собою ядра з тим самим значенням Z, але різним масовим числом нейтронів. Наприклад Водень має три ізотопи, а саме:ІЗОТОПИІзотопи даного елемента відрізняються один від одного тільки числом нейтронів. Таким чином, ізотопи мають:- Однаковий атомний номер Z (однакове число протонів),- Різні масові числа А (різне число нуклонів). Більшість хімічних елементів являє собою суміш різних ізотопів.

Ізотопи гідрогену

Наприклад ізотопи урану{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}Атом. Число протонів. Число нейтронів. Число електронів. Поширеність  92142920,0057%  92143920,72% 921469299,27%

Основні властивості ядерних сил1) найпотужніші сили2) є силами тільки притягання3)є близькодійними4)не залежить від заряду5) мають властивість насичення. Чим характеризувати міцність ядер?Ядерні сили — найпотужніші з усіх, які ми знаємо на сьогоднішній день, вони діють між протонами і нейтронами. Вони не тільки майже повністю гасять взаємне відштовхування протонів, яке на таких малих відстанях є досить великим, але й зв'язують їх у винятково міцну сім'ю.

Енергія зв'язку атомного ядра. Енергія зв'язку визначається величиною тієї роботи, яку потрібно виконати для розщеплення ядра на нуклони, що його складають. Обчислити енергію зв'язку можна, лише застосовуючи співвідношення Ейнштейна між масою та енергією: Е=mc2

Питома енергія зв'язку.

Дефект маси. Маси ядер можна виміряти з високою точністю за допомогою мас-спектрометра. Маса атомного ядра завжди виявляється менше суми мас нуклонів. Це явище називають дефектом маси Δm. Дефект маси - це різниця між сумою мас всіх нуклонів, що містяться в ядрі,і масою ядра.

Дефект маси. Дефект маси обумовлений енергією зв'язку ядра Eзв, яка виділяється в результаті з'єднання нуклонів в ядрі. Масу, відповідну енергії зв'язку ядра (тобто. дефект маси), можна знайти за допомогою рівняння Ейнштейна  E = Δ mc2.

Одиниці вимірювання дефекту мас і енергії зв’язку. Дефект мас вимірюють в а.о.м., оскільки в таблицях відносні атомні маси наведені саме в а.о.м. Енергію зв’язку вимірюють в Ме. В.

Питома енергія зв‘язку. Важливим параметром ядра є питома енергія зв'язку – це енергія зв'язку , що припадає на один нуклон ядра, яку можна обчислити, розділивши енергію зв'язку ядра на кількість нуклонів, що містяться в ньому:f=Eзв /АПитома енергія зв’язку була виміряна експериментально практично для всіх ядер

На наскільки великою є енергія зв'язку ?Утворення 4 г гелію супроводжується виділенням такої самої енергії, що й при згорянні 1,5—2 вагонів кам'яного вугілля

Графік залежності питомої енергії зв‘язку від кількості нуклонів в ядрі

 ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ1). Якісні питання: Чому енергія зв’язку атома Гідрогену 11 Н дорівнює нулю?Розв'язання. Ядро атома Гідрогену складається з одного протона.2. Чому питома енергія зв’язку у важких ядрах убуває зі збільшенням масового числа?3. Як зміниться маса системи з одного вільного протона й одного нейтрона, якщо вони утворять атомне ядро?Розв'язання. Маса системи зменшиться на

ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ4) 1г води, взятої за температури 0°С , перетворили на стоградусну пару. На скільки маса пари більша за масу води? Питома теплоємність води дорівнює 4200 Дж/кг ∙ К, питома теплота пароутворення 2,3 ∙106 Дж/кг. Розв'язання. Під час нагрівання води її маса збільшується, оскільки зростає повна енергія води на величинуяка дорівнює кількості теплоти, спожитої водою:   

 ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ5)Знайдіть дефект мас і енергію зв'язку ядра Нітрогену .— див. таблицю «Відносна атомна маса деяких ізотопів»

 ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ

Маси деяких елементарних частинок і атомів{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}Найменування частинки. Позначка. Число протонів. Число нейтронів. Число електронів. Масса m, а.о.м. Електрон  --10.00054858 Протон(ядро атома водню)  1--1.00727647 Нейтрон  -1-1.00866501 Атом водню  1-11.00782504 Дейтрон (ядро атома дейтерію)  11-2.01354 Атом дейтерію  1112.01410179α-частинка (ядро атома гелію)  22-4.001488 Атом гелію  2224.00260327

Розвязування задач.

ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУЕнергія зв'язку визначається величиною тієї роботи, яку потрібно виконати для розщеплення ядра на нуклони, що його складають. Питома енергія зв'язку — це енергія зв'язку, яка припадає на один нуклон. Дефектом мас називається різниця між сумарною масою всіх нуклонів ядра у вільному стані та масою ядра. Вивільнення енергія зв'язку можливе як внаслідок злиття (синтезу) легких ядер так і поділу важких ядер.

Використані Інтернет-джерела1.https://formula.kr.ua/atomi/enerhiia-zv-iazku-iadra.html2.https://fizmat.7mile.net/fizika-11/at-06-energiya-zvyazku-defekt-mas.htm3.https://www.google.com/search?q=%D0%86%D0%B7%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%B8&sxsrf=ALe. Kk01 No. Xg. D5 NEfm. W8n. TTa. Du4 Ab8w. Fp. Cg:1585825506786&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=2ah. UKEwi4w. Iewz. Mno. Ah. Xo-io. KHfl. AC8 YQ_AUo. AXo. ECA0 QAw&biw=1517&bih=675#imgrc=527 H2 V-c. GWBn. SM&imgdii=Iey. D3 Hl4 Wn. OAOM4.https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f0/Nucleus_drawing.svg5.https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%AF%D0%B4%D1%80%D0%BE_%D0%B0%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%B0

УСІМ ДЯКУЮ, БАЖАЮ ДОБРА ТА НАДХНЕННЯ!

Подивіться презентацію, прочитайте параграф 39, випишіть формули, розв'язати задачі:1. Визначте енергію зв’язку ядра 168 О. Підказка: Спочатку шукаємо дефект мас. Маса ізотопу оксигену рівна 15, 994915 а.о.м. Відповідь подайте в Ме. В, заокругліть до 2 знаків після коми.2. Визначте питому енергію зв’язку ядра 2311 Nа. Підказка: Спочатку шукаємо дефект мас, далі енергію зв’язку і далі лишиться лише розділити отримане значення на нуклонне число. Маса ізотопу натрію рівна 22, 989771 а.о.м. Відповідь подайте в Ме. В/нуклон, заокругліть до 2 знаків після коми.3. Обчислити дефект маси та енергію зв’язку ядра. Домашнє завдання.