Урок "Радіоактивність. Види радіоактивності"

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: ноутбук, відеопроектор, роздатковий матеріал на кожну парту   у вигляді таблиці для порівняння різних видів радіоактивного випромінювання.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

Хід уроку.

Актуалізація опорних знань.

Опитування у формі розминки.

1.          Яку будову має атом?
2.          Що є визначальною характеристикою хімічного елемента?
3.          Визначте склад ядра атома срібла ₄₇Ag¹⁰⁸. 
4.          Чи діє магнітне поле на рухому в ньому заряджену частинку?
5.          Назвіть відомі вам закони збереження.

Повідомлення теми уроку.

Мотивація навчальної діяльності.

Питання учням:

•        Діти, що вам відомо про радіоактивність?
•        В чому актуальність цієї теми для нас?

1.          Повідомлення мети уроку.

Сформувати знання про радіоактивність та види радіоактивного випромінювання; основні характеристики α- , β- та γ-випромінювання

2.          Вивчення нового матеріалу.

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 починаючи 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 α -­частинки, інші -  β-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.

3.          Закріплення нового матеріалу

Учні об’єднуються в пари. Завдання парам: заповнити   таблицю 1 (протягом 10 хвилин), використовуючи § 23. 

Таблиця 1 – Порівняльна таблиця різних видів радіоактивного випромінювання

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

4.          Перевірка рівня засвоєння нового навчального матеріалу.

Тести (використовується відеоппроектор)

(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 )

5.          Оцінювання учнів з урахуванням усіх видів їх діяльності на уроці.
6.          Домашнє завдання. §§ 23 (стор. 151-156 підр.Фізика-9. В.Г. Бар’яхтар), Впр. 23 № 4, 6.
7.          Підсумок уроку.