Урок «Радіоактивність. –альфа, - бетта, -гамма випромінювання. Закон радіоактивного розпаду"

 

РАДІОАКТИВНІСТЬ.  –альфа, - бетта, -гамма випромінювання. ЗАКОН РАДІОАКТИВНОГО РОЗПАДУ.

 

 

План заняття

 

Предмет____фізика________________________________________________

Тема заняття____ РАДІОАКТИВНІСТЬ.  –альфа, - бетта, -гамма ипромінювання. ЗАКОН РАДІОАКТИВНОГО РОЗПАДУ. _______                                              ____

Тип заняття_ комбіноване - засвоєння нових знань  (сприйняття – осмислення – застосування знань – узагальнення )________________

 

Мета заняття: 1)розвиваюча 2)виховна 3)навчальна	вивчити явище радіоактивності, встановити природу випромінювання радіоактивних елементів, розглянути закономірності закону радіоактивного розпаду, та радіоактивних перетворень, застосувати закон радіоактивного розпаду для розв’язування задач.
Межпрежметні зв”язки	ОБЖД, математика, хімія, література

 

Забезпечення заняття

 

1. Наочні  посібники ___ Таблиця Менделєєва ___ Мультімедійна презентація «Радіоактивність.Закон радіоактивного___ розпаду»,  відеосюжет «Радіоактивність» та «Как именно убивает_______ радиация», Таблиця Менделєєва, саморобний плакат «Закон____________ радіоактивного розпаду»__________________________________________ ___
2. Роздатковий матеріал _ Таблиця Менделєєва
3.  ТСО _____проектор, компютер.

____________________________________________________

 

Зміст заняття

№ п/п	План проведення заняття Складові заняття, навчальні запитання	Кількість  хвилин	Методи навчання
1	Організаційний момент	2хв-5хв
2	Мотивація навчальної діяльності (ознайомлення з темою, метою, планом заняття)   Вірш, презентація «Чорнобиль-біль людсва…»	5хв
3	Актуалізація опорних знань   опитування.(за слайдами презентації)   № 1-3	15-20хв	індивідуальне опитування; фронтальне опитування;
4	Вивчення нового матеріалу   Слайди       №4-9, 13-115	20-30хв
5	Закріплення знань. Формування вмінь і навичок   Питання за слайдами  №10-12, № 16-18	15хв	перевірка знань під час викладання нового матеріалу; самостійна робота за картками- тести;
6	Підготовка до виконання Д/З	5хв
7	Підведення підсумків заняття	5хв

 

 

Актуалізація опорних знань (перевірка  домашнього завдання.)

ПЛАН

 вивчення нового матеріалу

1 Відкриття природної радіоактивності.

2 Складові радіоактивного випромінювання.

3    Радіоактивні перетворення. Ізотопи.

4 Закон радіоактивного розпаду.

5 Прилади для реєстрації іонізуючих випромінювань.

  

 

Антон Власенко

Про Чорнобиль…    Вірш під слайди презентації «Чорнобиль- біль людства…» ( студенти)

 

 Прийшла біда у місто на світанку,

 Страшна, неждана, атомна біда.

 Вона горіла, нищила, вбивала,

 Радіаційний пил кидала, де могла.

 З бідою впорались, пожежу загасили

 Герої мужні, дяка вам.

 За те що, ви життя не пожаліли,

 За вашу працю ми вклоняємося вам.

 Сумує Прип'ять, пусто в ньому,

 Красиве місто. Але вже не те:

 Садки зелені і тонкі алеї

 Блищать, і сяє сонце золоте.

 Гуляє вітер у пустих оселях,

 Не чути гомону і сміху дітлахів.

 Пустує місто, школи невеселі,

 Ніхто не слухає пташиний спів.

 Та пройде час, і Прип'ять заквітує,

 Засяють очі у веселих дітлахів.

 Життя щасливе завирує,

 Все буде так, як це було колись.

 

Викладач:

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.

Тому сьогодні на занятті нам необхідно поглибити знання про радіактивність, встановити природу випромінювання, вивчити основний закон радіоактивного розпаду.

 

1 ВІДКРИТТЯ ПРИРОДНОЇ РАДІОАКТИВНОСТІ Відкриття радіоактивності – доказ складності атомного ядра. (ВІДЕО:Радіоактивнісь)

 Радіоактивність (від лат. rаdіо - випромінювати і асtivus - активний) - це самочинне перетворення ядер одних атомів у ядра інших з випусканням трикомпонентного випромінювання: ядер гелію - частинки), швидких електронів ( - частинки) і електромагнітних у-променів типу рентгенівських.

Розрізняють природну і штучну радіоактивність.

Природну - відкрив А. Беккерель у 1896р.(Франція) вивчаючи післясвічення солей Урану. Виявив, що солі Урану навіть без попереднього освітлення випускають промені, здатні: 1) іонізувати повітря; 2) діяти на фотопластинку; 3) викликати свічення деяких речовин; 4) проникати крізь тонкі металеві пластини. Досліджуючи Уран і багато його солей, виявив, що інтенсивність випромінювання пропорційна концентрації Урану - тобто це властивість ядра. Було доведено, що не існує способу вплинути на активність ядер: надвисокий тиск, найвищі і найнижчі температури, освітлення, електричні розряди - ніщо не могло змінити темп їх розпаду, не впливало на склад та енергію їхнього випромінювання.

1898 р М. Склодовська-Кюрі та П. Кюрі (Франція) довели, що радіоактивне випромінювання випускається не тільки атомами Урану, але і атомами багатьох інших елементів. У 1898 р. ними були відкриті два нових, значно сильніших по радіоактивності, хімічних елементи - Радій і Полоній. Загальна кількість енергії, звільненої під час випромінювання Радію (що був виділений з солей Урану) у сотні тисяч разів перевищувала виділення енергії під час спалювання такої самої маси Карбону чи Гідрогену. На основі чого було висловлене припущення, що Радій стане новим і невичерпним джерелом енергії.

 

У грудні 1903 році за дослідження явища радіоактивності А.Беккерель, Марія Складовська-Кюрі та П’єр Кюрі – отримали Нобелівську  премію з фізики.

 

1898 рік, англійський фізик Ернест Резерфорд – досліджували фізичну природу радіоактивного випромінення і встановив, що радіоактивне випромінювання – трикомпонентне.( α-, β- і γ-випромінюваннями)

В магнітному полі випромінення розкладалось на 3 складові промені;

 

 

 

 

 

2 СКЛАДОВІ РАДІОАКТИВНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ. Дослідження показали, що радіоактивні атоми випускають три види випромінювання різної фізичної природи: ядра гелію (- частинки), швидкі електрони (- частинки) і потік квантів електромагнітного випромінювання (у-кванти).

Властивості:

1) - частинки: відхиляються електричним і магнітним полями; рухаються зі швидкістю 1,5•10⁷ - 2•10⁷ м/с, мають мінімальну проникну і максимальну іонізуючу здатність, поширюються в повітрі - на кілька сантиметрів, у твердій речовині — на десятки мікрон;

2) - частинки: відхиляються електричним і магнітним полями; рухаються зі швидкостями від 0 до ~10⁸м/с (максимальне значення — є характерною сталою для даного хімічного елемента); проникна здатність в десятки разів більша ніж в - частинок; при взаємодією з речовиною розсіюються;

3) у-кванти: мають яскраво виражені корпускулярні властивості, тобто є потоком фотонів з частотою випромінювання ~10²⁰ Гц і довжиною хвилі 10^-12м; не відхиляються електричним і магнітним полями; мають максимальну проникну і мінімальну іонізуючу здатність; від проходження через свинець товщиною 1 см інтенсивність випромінювання зменшується в 2 рази.

 

3.                  РАДІОАКТИВНІ ПЕРЕТВОРЕННЯ. ІЗОТОПИ.

Радіоактивний розпад відбувається відповідно до законів збереження зарядового числа (кількості протонів Z), масового числа (кількості нуклонів А), маси і енергії.

 

Правило зміщення хімічних елементів у таблиці Менделєєва при радіоактивному розпаді сформулювали Ф. Содді та К. Фаянс: при - розпаді хімічний елемент зміщується в періодичній таблиці на два місця вліво, при - розпаді — на одне місце вправо, а у-випромінювання зміщень не викликає.

 

 

Більшість новоутворених ядер під час розпаду радіоактивних речовин є радіоактивними і потім розпадаються далі.

В результаті перетворень ядер можуть виникати ізотопи — атомні ядра, які мають однакову кількість протонів Z, але різну кількість нейтронів N. (Всі ізотопи одного і того ж хімічного елемента мають однакові хімічні властивості, але відрізняються радіоактивністю та іншими фізичними властивостями). Кожний хімічний елемент має відносну атомну масу, яка є середнім значенням атомних мас усіх його ізотопів. Приклади ізотопів Гідрогену:

Актуалізація опорних знань:

 

 

4.     ЗАКОН РАДІОАКТИВНОГО РОЗПАДУ.

 

Так як радіоактивний розпад має випадковий характер й не залежить від зовнішніх умов, то закон убування кількісті N(t) ядер, що нерозпалися до даного моменту часу t може служити важливою статистичною характеристикою процесу радіоактивного розпаду.

 

У результаті радіоактивного розпаду кількість ядер, що не розпалося N, порівняно з початковим зменшується з часом t за експоненціальним законом.

 

 

 

де Т-період піврозпаду - це час, за який розпадається половина із загальної кількості атомів радіоактивної речовини.

Закономірність радіоактивного розпаду використовують для того, щоб визначити вік порід, предметів:

 

 

 

 

 

 

 

 

Чим менший період напіврозпаду, тим інтенсивніше протікає розпад. Так, для урану T ≈ 4,5 млрд років, а для радію T ≈ 1600 років. Тому активність радію значно вище, чим урану. Існують радіоактивні елементи з періодом напіврозпаду в частки секунди.

Закон радіоактивного розпаду є статистичним законом. Він справедливий тільки при N. Передбачити момент розпаду конкретного ядра неможливо: це явище випадкове (атоми «не старіють»).

 

Кількість атомів, що розпадається за 1с,називається АКТИВНІСТЮ радіоактивного розпаду.

А=N/t,         1Бк- беккерель – це розпад одного атома в 1с.

 

 

6. Розв’язання задач

 

 

Навчаємося  розв'язувати задачі

 

1.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

 

 

2.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

 

 

 

 

 

 

 

Тестова перевірка ( 7 хвилин)

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      та ?         кількістю протонів;         кількістю електронів;         кількістю нейтронів. Який ізотоп утворюється з радіоактивного ізотопу Літію після одного β-розпаду?         ;             В) ;   С)  . Який ізотоп утворюється з радіоактивного ізотопу Урану після одного α-розпаду?         ;   В.  ;   С. . 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             негативний йон            негативний йон 2 -           позитивний йон    +                     ядро атома                   закінчити запис розкладу:

Варіант 2         β-випромінювання – це… А. 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    та ?        кількістю електронів;        кількістю протонів;        кількістю нейтронів.       Який ізотоп утворюється з радіоактивного ізотопу Літію після одного α-розпаду?      ;     В);     С) .       Який ізотоп утворюється з радіоактивного ізотопу Марганцю 25 Mn56 після одного β-розпаду?      ;     В) ;    С) .       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         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,   ²¹⁶Аt₈₅)

 

 

2 в:1-В, 2-С, 3-А, 4-С, 5-А, 6-А , 7-Б; 8 –В; 9- А4, Б2, В3, , 10 – ²²Mg₁₂, ²³⁹Pu₉₄ )

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