Тема уроку : Радіоактивність. Види радіоактивного випромінювання.

Фізика 9 клас

Тема уроку : Радіоактивність. Види радіоактивного випромінювання.

Мета уроку : Формувати в учнів знання про радіоактивність та види радіоактивного випромінювання; основні характеристики α- , β- та γ-випромінювання, правила зміщення Фредеріка Содді. Формувати фізичне й логічне мислення учнів, вміння аналізувати, порівнювати, самостійно робити висновки, працювати з  науковою  літературою;  виховувати у дітей вміння працювати в колективі, толерантність, прагнення до поповнення знань.

Обладнання : роздатковий матеріал на кожну парту один комплект, який складається з:

• Таблиця для порівняння різних видів радіоактивного випромінювання
• Додатковий матеріал про радіоактивне випромінювання
• Тестові завдання (два варіанти)
• Чистий папір (один аркуш кожному учню)
• Копіювальний папір (один аркуш кожному учню)

Тип уроку : урок вивчення нового матеріалу.

 

Хід уроку.

 

 

«Лише зрозумівши природу,

людина зрозуміє саму себе»

Р.Едберг

(шведський письменник)

 

Хід уроку

Етап уроку	Час,  хв	Форми і методи діяльності вчителя	Результат діяльності
І. Розминка	1	Вправа «Бартер»	Розвиток пізнавального інтересу
ІІ.Актуалізація опорних знань	6	1.Інтерактивна вправа «Снігова лавина» 2. Інтерактивна вправа  « Мікрофон»	Актуалізація опорних знань та чуттєвого досвіду
ІІІ. Мотивація навчальної діяльності	2	Постановкою проблемного запитання	Мотивація навчальної діяльності
IV. Сприйняття навчального матеріалу	15	1.Презентація  учнів «Радіоактивне випромінювання»      2.Презентація буклету 3. Повідомлення учнів про вчених  4.Пояснення вчителя	Засвоєння навчального матеріалу
V. Осмислення об'єктивних зв’язків	16	1.Розвязування задач 2.Фізичний диктант 3.Робота в групах	Закріплення вивченого матеріалу
VII. Підсумки        уроку	3	1.Інтерактивна вправа «Мікрофон» 2.Інтерактивна вправа «Результати бартеру»	Підбиття підсумків
VIII. Домашнє завдання	2	Застосувати набуті знання до розв’язування задач	Закріплення вивченого матеріалу на практиці

 

І. Організаційний момент.

                     Вправа бартер

      Я на свої долоні (показую їх) кладу свою любов  до вас, розуміння, терпіння. Ви ж на свої долоні  покладіть свої знання, уважність. А тепер давайте з вами зробимо обмін: я легенько здуваю до вас те, що лежить на моїх долонях, а ви здуваєте те, що на  ваших  долонях. Ось ми з вами здійснили бартер, а  наскільки він успішний, побачимо в кінці уроку.

 

II. Актуалізація опорних знань

1. Інтерактивна вправа «Снігова лавина»

   Приклад «Снігової  лавини» у таблиці.

Слово	атом
Речення	всі речовини складаються з атомів
Питання	з чого складається атом
Відповідь	з ядра і електронів

 

ІІ. Інтерактивна вправа « Мікрофон»

1. Що означає слово «атом»? Хто ввів це поняття у фізику?
2.  З чого складається атом?
3. Яка будова атомного ядра? Що таке нуклон?
4. Що таке електрон? Який його заряд?
5.  Чим ядерні сили відрізняються від електричних і гравітаційних?
6.  Модель атома Томсона.
7. Планетарна модель атома.
8.  У чому суть досліду Резерфорда?
9. Що таке Масове число атома
10. Енергія звязку атомних ядер
11. Чому виникає дефект мас? Чим це можна пояснити?

 

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності учнів

 Вступне слово вчителя

Усі тіла навколишньої живої й неживої природи складаються з дрібних частинок— атомів: Першими, хто висловив припущення про це, вважаються давньогрецькі філософи Левкіпп і Демокріт. Саме вони назвали атомом дрібну неподільну частинку, що утворює речовину. Вони вважали, що речовини утворюються в результаті зіткнення атомів і появи зв'язків між ними. Ні природу, ні механізм утворення цих зв'язків вони не уточнювали, зате зробили припущення про форму атомів. Вони вважали, що атоми мають форму правильних багатогранників: куба («атоми землі»), тетраедра («атоми вогню»), октаедра («атоми повітря»), ікосаедра («атоми води»).

Більше двадцяти століть знадобилося вченим для того, щоб експериментально підтвердити атомістичну теорію будови речовини. Остаточно ця ідея утвердилася в науці в другій половині дев'ятнадцятого століття

Як ви думаєте коли написав В.Брюсов цього вірша і що спонукало його до його написання?

 

Мир электрона 

Быть может, эти электроны

Миры, где пять материков,

Искусства, знания и войны, троны

И память сорока веков!

 

Ещё, быть может, каждый атом -

Вселенная, где сто планет;

Там - всё, что здесь, в объёме сжатом,

Но также то, чего здесь нет.

 

Их меры малы, но всё та же

Их бесконечность, как и здесь;

Там скорбь и страсть, как здесь, и даже

Там та же мировая спесь.

 

   Могутність і безсилля людини продемонстрував Чорнобиль. І застеріг: не захоплюйся своєю могутністю, людино, не жартуй з нею. Нагромадження в природі шкідливих радіоактивних речовин згубно впливає на біосферу. Другим сигналом людству стала Фокусіма

Отже, до сьогоднішнього уроку ви не раз стикалися з такими термінами як радіоактивність, радіоактивне випромінювання

В 9 класі ми з вами успішно вивчили розділ Атомне ядро і ядерна енергетика, де однією з тем була тема «Радіоактивність»

Тому сьогодні на уроці буду менше говорити я, а більше Ви, адже ви  мали підготувати повідомлення з теми «Радіоактивність. Види радіоактивного випромінювання».

IV. Сприйняттянавчального матеріалу                  

Завдання уроку.

1. Ознайомити з історичною хронологією відкриття природної радіоактивності.
2. Розглянути властивості радіоактивного випромінювання (α-, β-, γ-промені) та вміти використовувати правила зміщення для знаходження утворених радіоактивних елементів в результаті вказаних випромінювань.
3. Розкрити природу радіоактивного розпаду та його закономірностей.
4. Формувати навички використання закону радіоактивного розпаду в сукупності з іншими фізичними характеристиками для розв’язування задач з даної теми.

 

1. Презентація  учнів «Радіоактивне випромінювання» (додаток 1)
2.  Буклет «Вчені, які внесли вклад у вивчення явища радіоактивності»     

                                                                                                        (додаток 2)

3.     Повідомлення учнів про вчених  (додаток 3)
4. Пояснення вчителя.

У 1896р. французький вчений Беккерель вивчав післясвічення деяких речовин після опромінення їх сонячними променями і встановив, що солі Урану без опромінення самочинно випромінюють невидимі промені. Цю властивість було названо радіоактивністю, а тіла - радіоактивними. Радіоактивні промені засвічують фотоплівку, проходять крізь непрозорі тіла, іонізують газ.

у 1896р. Марія Склодовська-Кюрі і П'єр Кюрі відкрили радіоактивні Торій, Полоній, Радій і встановили, що всі елементи з 83 - радіоактивні.

Радіоактивні промені вивчав Резерфорд. Пропустивши їх крізь магнітне поле,  він одержав три пучки: α-промені, β-промені і γ-промені: α-промені - це позитивно заряджені частинки, які мають заряд, q=2e, затримуються папером. Вимірявши для них відношення m/q, встановили, що це ядра атома Гелію, доведено спектральним аналізом; β-промені - це негативно заряджені частинки, проходять крізь тонкий (до декількох міліметрів) алюміній. Визначене відношення заряду до маси цих частинок підтвердило, що це потік електронів з різними швидкостями (до 0,999с); γ-промені не відхиляються ні в електричному полі, ні в магнітному. 3а дифракцією на кристалах встановлено, що це електромагнітні хвилі довжиною 10^-10 – 10^-13 м, ще коротші за рентгенівські, і проходять крізь свинець товщиною 16-18 см.

Багато було незрозумілого в радіоактивності. 3 часом інтенсивність випромінювання змінювалась. При цьому виділялась енергія. Так, l г радію під час радіоактивного розпаду виділяв 582 Дж за годину. Передбачали, що відбувається перетворення ядер одних атомів у ядра інших, тобто утворення нових хімічних елементів. Так, Радій перетворюється в Радон. Це було доведено спектральним аналізом. Резерфорд узагальнив результати дослідів багатьох учених і прийшов до висновку: "Радіоактитіїсть являє собою самодовільну зміну ядер одних атомів в інші з виділенням енергії і частинок." При цьому виконуються правила зміщення:

• _ZX^A → _Z-2Y^A-4 + ₂Не⁴ - при α-розпаді утворюється новий хімічний елемент, який зміщується в таблиці Менделеєва на дві клітинки вліво, а маса зменшується на чотири одиниці. ₈₈Ra²²⁶ → ₈₆Rn²²² + ₂Не⁴
• _ZX^A → _Z+1Y^A + _-1е⁰ - при β-розпаді утворюється новий елемент, який зміщується в таблиці Менделеєва на одну клітинку вправо, а маса атома майже не змінюється. ₉₀Th²³⁴ → ₉₁Pa²³⁴ + _-1е⁰
• При γ-розпаді ядро не змінюється. Це явище супроводжує α­- чи β-розпад.

У 1934р. французькі фізики Ірен і Фредерік Жоліо-Кюрі відкрили штучну радіоактивність (радіоактивність ядер, які є продуктами ядерних реакцій; розпад атомного ядра при влученні в нього елементарної частинки).

Природне радіоактивне опронімення людина отримує з Космосу, від Сонця, з надр Землі; штучне – це результат діяльності людини, в процесі виробництва електроенергії на атомних електростанціях, науково-дислідницькі роботи, використання ядерної зброї тощо.

Природа радіоактивного проміння вказує на те, що його причиною є самочинний розпад атомних ядер радіоактивних елементів. Радіоактивне випромінювання не однорідне, а трикомпонентне. При цьому деякі з ядер випускають тільки альфа­частинки, інші - бета-частинки. Є радіоактивні ядра, які випускають і ті й ті частинки. Більшість ядер одночасно випускає і гамма-промені. У радіоактивних ядер, які утворюються штучно, спостерігаються й інші радіоактивні процеси, наприклад виліт протонів або позитронів. Принципової відмінності між двома видами радіоактивності (природної і штучної) немає. Радіоактивні промені засвічують фотоплівку, проходять крізь непрозорі тіла, іонізують речовину . Про штучні радіоактивні елементи йтиметься пізніше.

 

1. Закріплення нового матеріалу

Учні об’єднуються в пари. Завдання парам: заповнити в зошитах таблицю 1 (протягом 15 хвилин), використовуючи § 32-33 стор. 180-185 та додатковий матеріал, розданий вчителем.

 

Таблиця 1 – Порівняльна таблиця різних видів радіоактивного випромінювання

Характеристики випромінювнь	α-частинки	β-частинки	γ-промені
Природа проміння
Знак заряду частинки випромінювання
Абсолютна величина заряду частинки
Маса частинки випромінювання
Енергія частинок випромінювання
Швидкість частинок
Проникна здатність випромінювання
Речовина, що затримує проміння
Вплив на речовину
Висновок

 

Перевірка результатів роботи в парах. Учні висловлюються за бажанням. (10 хвилин).

 

Творче завдання. Скласти схему, що узагальнює розглянутий на уроці матеріал. Два учні виконують завдання на відворотах дошки (5 хвилин).

 

Радіоактивність

Природна

Штучна

α-розпад

β-розпад

γ-промені

ZXA = Z-2YA-4 + 2Не4

ZXA = Z+1YA + -1е0

Ядро не змінюється, зменшується його енергія

 

 

2. Перевірка рівня засвоєння нового навчального матеріалу.

 

Тести. Учні виконують завдання з копіювальним папером.

.

Варіант 1 α-випромінювання – це…  потік ядер атомів Гелію;  потік електронів;  електромагнітне випромінювання, довжина хвилі якого менша від довжини хвилі рентгенівських променів Електромагнітне випромінювання, довжина хвилі якого менша від довжини хвилі рентгенівських променів – це... α-випромінювання; β-випромінювання; γ –випромінювання. Потік електронів– це... α-випромінювання; β-випромінювання; γ –випромінювання. Чим відрізняються ядра ізотопів Хлору 17Cl35 і 17Cl37 ? кількістю протонів; кількістю електронів; кількістю нейтронів. Який ізотоп утворюється з радіоактивного ізотопу Літію 3Li8  після одного β-розпаду? 1H4; 4Be8; -1е0. Який ізотоп утворюється з радіоактивного ізотопу Урану 92U235 після одного α-розпаду? 90Th231; 2Не4; 90Th232 .

Варіант 2 β-випромінювання – це… потік ядер атомів Гелію; потік електронів; електромагнітне випромінювання, довжина хвилі якого менша від довжини хвилі рентгенівських променів. γ -випромінювання – це…  потік ядер атомів Гелію;  потік електронів;  електромагнітне випромінювання, довжина хвилі якого менша від довжини хвилі рентгенівських променів. Потік ядер атомів Гелію– це... α-випромінювання; β-випромінювання;    γ –випромінювання Чим відрізняються ядра ізотопів Магнію 12Mg26 і 12Mg27 ? кількістю електронів; кількістю протонів; кількістю нейтронів. Який ізотоп утворюється з радіоактивного ізотопу Літію 3Li6 після одного α-розпаду? 1H2; 2Не4; 4Be8. Який ізотоп утворюється з радіоактивного ізотопу Марганцю 25 Mn 56  після одного β-розпаду? 26Fe56; 26Fe58; -1е0.

 

Вчитель збирає роботи учнів і оголошує правильні відповіді, діти дізнаються про попередні результати своєї роботи.

(1 варіант:1-А, 2-С, 3-В, 4-С, 5-В, 6-А; 2 варіант:1-В, 2-С, 3-А, 4-С, 5-А, 6-А )

 

Фізичний та математичний зміст закону радіоактивного розпаду. Основні характеристики розпаду та зв’язок між ними

 

V. Осмислення об'єктивних зв’язків

1.Розвязування задач

     1. При захопленні нейтрона ядром магнію утворюється радіоактивний

        ізотоп . Яка частинка випускається під час цієї реакції?

2.  Написати реакції альфа розпаду урану (238, 92)    і бета розпаду свинцю  (207, 82)

1. Фізичний диктант ( взаємоперевірка)                   

Варіант 1   α-випромінювання – це…  потік ядер атомів Гелію;  потік електронів;  електромагнітне випромінювання, довжина хвилі якого менша від довжини хвилі рентгенівських променів     Електромагнітне випромінювання, довжина хвилі якого менша від довжини хвилі рентгенівських променів – це... α-випромінювання; β-випромінювання; γ –випромінювання.   Потік електронів– це... α-випромінювання; β-випромінювання; γ –випромінювання. Чим відрізняються ядра ізотопів Хлору 17Cl35 і 17Cl37 ? кількістю протонів; кількістю електронів; кількістю нейтронів. Який ізотоп утворюється з радіоактивного ізотопу Літію 3Li8  після одного β-розпаду? 1H4; 4Be8; -1е0. Який ізотоп утворюється з радіоактивного ізотопу Урану 92U235 після одного α-розпаду? 90Th231; 2Не4; 90Th232 .   Явище радіоактивності було відкрито: А) А. Беккерелем, Б) Е. Резерфордом, В) П. Кюрі.   Запишіть випромінювання у порядку зростання проникаючої здатності:   А) β-,α-,γ- Б) α-,β-,γ- В) γ-,β-,α-   Встанови відповідність А. 9 протонів, 10 нейтронів, 10 електронів Б. 3 протони, 3 нейтрони, 2 електрони В. 10 протонів, 10 нейтронів, 10 електронів Г. 3 протони, 3 нейтрони   Атом   20Nе10 негативний йон  19 F9 – негативний йон 20Nе10 - позитивний йон  6Lі3  + ядро атома 6Lі3     Закінчити запис розкладу:

Варіант 2 А.β-випромінювання – це… потік ядер атомів Гелію; потік електронів; електромагнітне випромінювання, довжина хвилі якого менша від довжини хвилі рентгенівських променів. 2.γ -випромінювання – це…  потік ядер атомів Гелію;  потік електронів;  електромагнітне випромінювання, довжина хвилі якого менша від довжини хвилі рентгенівських променів. Потік ядер атомів Гелію– це... α-випромінювання; β-випромінювання;    γ –випромінювання   Чим відрізняються ядра ізотопів Магнію 12Mg26 і 12Mg27 ? кількістю електронів; кількістю протонів; кількістю нейтронів.   Який ізотоп утворюється з радіоактивного ізотопу Літію 3Li6 після одного α-розпаду? 1H2; 2Не4; 4Be8.   Який ізотоп утворюється з радіоактивного ізотопу Марганцю 25 Mn 56  після одного β-розпаду? 26Fe56; 26Fe58; -1е0.   Сучасна ядерна (планетарна) модель атома була створена: А) Дж. Томсоном, Б) Е. Резерфордом, В) Д. Менделєєвим. Запишіть випромінювання у порядку спадання проникаючої здатності: А) β-,α-,γ- Б) α-,β-,γ- В) γ-,β-,α-     Встанови відповідність А.  Резерфорд Б.  Беккерель В. Томсон Г. Фермі     Здійснив першу керовану ланцюгову реакцію в ядерному реакторі Відкрив штучну радіоактивність Відкрив природну радіоактивність Розробив першу модель атома Створив планетарну модель атома   Закінчити запис розкладу:

 

1 в. :1-А, 2-С, 3-В, 4-С, 5-В, 6-А; 7-А; 8 –Б; 9-А2, Б4, В1,Г5, 10 –  ²³⁰Rа _88,    ²¹⁶  Аt ₈₅)

2 в:1-В, 2-С, 3-А, 4-С, 5-А, 6-А , 7-Б; 8 –В; 9- А5, Б3, В4,Г1, 10 – ²²Mg₁₂,   ²³⁹Pu₉₄ )

 Шкала оцінювання : 1-8 по 1 балу, 9 – 2 бали , 10 – 2 бали

 

3. Робота в групах ( клас ділиться на гетерогенні групи для розвязування задач)

І гр.

1.Період піврозпаду , становить 1620 р. Обчислити постійну радіоактивного розпаду.

Дано: T= 1620 р
-?	Відповідь:

 

2.Період піврозпаду (радон) дорівнює 3,8 діб. Через який час маса радона зменшиться в 4 рази?

Дано: Т=3,8 діб	;
t-?	T=2Т=7,6 діб

 

ІІ гр.

1.Кількість радіоактивного радону зменшилася у 8 разів за 11,4 діб. Визначити період пів розряду радона?

Дано: t=11.4 діб
Т-?	;  Відповідь: Т= 3,8 діб

 

2.Маса радіоактивного срібла зменшилася у 8 разів за 810 діб. Визначте період піврозпаду радіоактивного Аргентуму.

Дано: t= 810 діб	;
Т-?	Відповідь: Т= 270 діб

 

ІІІ гр.

1.Скільки радіоактивної речовини залишиться за масою через 3 доби, якщо на початку було 0,1  кг. Період піврозпаду речовини дорівнює 2 доби

Дано: Т=2 доби T= 3 доби	;;
m-?	m=0,0354   кг=35,4 г

 

2.Скільки % від початкового радіоактивного елемента розпадається за час, що дорівнює середньому часу життя ядер даного елемента.

Дано: t=	=1,44 Т             ;
-?

 

Перевірка (правильні відповіді висвічуються на екрані)

 

VІІІ. Підсумок уроку

Інтерактивна вправа «Мікрофон»

1. Що називають радіоактивністю?
2. Які властивості та природа α, β - частинок, γ-проміння?
3. Сформулюйте правила зміщення α - розпаду?
4. Сформулюйте правила зміщення β - розпаду?
5. Які елементарні частинки випускається при α - та β - розпадах?
6. Які з відомих вам законів збереження виконуються під час радіоактивних перетворень?
7. Що називають періодом піврозпаду радіоактивної речовини? Що він характеризує?
8. Наведіть приклади піврозпаду деяких радіоактивних речовин

 

3. Оцінювання учнів з урахуванням усіх видів їх діяльності на уроці
4. Домашнє завдання.

 §§ 32-33 (стор. 179-185), повторити кількість речовини; підготувати повідомлення про використання радіоактивності (додатково).

 

5. Підсумок уроку.

 

Використана література

1. Божинова Ф. Я.

Фізика. 9 клас: Підручник для загальноосвіт. навч. закладів / Ф. я. Божинова, М. М. Кірюхін, о. о. Кірюхіна.- х.: Видавництво «Ранок е , 2009.- 224 с.: іл.

 

2. Гельфгат І.М., Колебошин вя., Любченко М.Г., Манакін В.Л., Ненашев І.Ю., Селезньов Ю.О., Хоменко О.В.

Збірник різнорівневих завдань для державної підсумкової атестації з фізики. ­Харків: «Гімназія», 2003 - 80 с.

3. Мойсеєнко І.М.

Фізика. Опорні конспекти. 11 клас. - Кам' янець-По­діл.: Абетка, 2003. - 100 с.