Деление ядер урана. Цепная ядерная реакция. Термоядерные реакции..
план-конспект урока по физике (11 класс)

Абрамова Юлия Александровна
Цель: познакомить обучающихся с процессом деления ядер урана, механизмом протекания цепной ядерной реакции, устройством и принципом работы ядерного реактора.

Скачать:

ВложениеРазмер
Microsoft Office document icon Конспект урока86 КБ
Office presentation icon Презентация к уроку2.79 МБ

Предварительный просмотр:

ПЛАН  УРОКА


Деление ядер урана. Цепная ядерная   реакция. Термоядерные реакции.

1.

ФИО (полностью)

Абрамова Юлия Александровна

2.

Место работы

МОУ Юрцовская СОШ, Московская обл. Егорьевский р-н

3.

Должность

Учитель физики и математики

4.

Предмет

физика

5

Класс

11

6.

Тема и номер урока

Деление ядер урана. Цепная ядерная   реакция. Термоядерные реакции.

7.

Тип урока

Урок изучения нового материала и первичного закрепления

8.

Базовый учебник

Г.Я.Мякишев, Физика, 11 класс. Москва. Просвещение. 2014 г.

9. Цель  урока: познакомить обучающихся с процессом деления ядер урана, механизмом протекания цепной ядерной реакции, устройством и принципом работы ядерного реактора.

10. Задачи:

- обучающие: изучить механизм деления ядер урана-235; ввести понятие критической массы; определить условия, определяющие протекание цепной реакции, изучить устройство и принцип работы ядерного реактора, дать понятие о термоядерных реакциях.

-развивающие: развитие зрительной памяти, логического мышления;  монологической и диалогической речи; мыслительных операций: анализа, сравнения. Формирование бережного отношения к окружающему миру.

-воспитательные: показать обучающимся важность научных открытий и предупредить об опасности, которая  существует при некорректном обращении с достижениями науки.

11.Тип урока: урок изучения нового материала и первичного закрепления

12.Формы работы учащихся: фронтальная, индивидуальная. 

13.Необходимое техническое оборудование:

  • проектор,
  • экран,
  • компьютер с выходом в Интернет.

14.Структура и ход  урока

Этап урока

Название используемых ЭОР

(с указанием  порядкового номера из Таблицы 2)

Деятельность учителя

(с указанием действий с ЭОР, например, демонстрация)

Деятельность ученика

Время

(в мин.)

1

2

3

4

5

6

1

Организационный момент

1-3-й слайд

Учитель создаёт психологически комфортную обстановку для работы на уроке; ставит цель урока, рассказывает, какими способами эта цель будет достигнута.

Участвуют в определении целей урока

1

2

Актуализация знаний

4-й слайд

1.Каков состав атомных ядер: Li, K, Co ?

2. Каковы особенности ядерных сил?

3. Сформулируйте закон радиоактивного распада и запишите его формулу.

4. Что называется ядерной реакцией?

5. Какие законы сохранения выполняются в ядерных реакциях?

6.Как рассчитать энергию связи атомных ядер?

7.Что называется энергетическим выходом ядерной реакции?

Отвечают на вопросы.

1) Li-Z=3,N=3; K-Z=19, N=20; Co-Z=27, N=31.

2) Это-ядерные силы притяжения. Они действуют между нуклонами и в сотни раз сильнее электрических сил отталкивания.

3) N=N02-t/T, где Т-период полураспада - это время, в течение которого распадается половина начального числа радиоактивных атомов. N0-число радиоак-х атомов в начальный момент времени. N-число нераспавшихся ядер в любой момент времени t.

4) Ядерной реакцией называется изменение атомных ядер при взаимодействии их с элементарными частицами или друг с другом.

5) В ядерных реакциях выполняются законы сохранения энергии, импульса, электрического заряда и массового числа.

6) Минимальная энергия, которую необходимо затратить для полного расщепления ядра на отдельные нуклоны-E = Δmc2

7) Q = (M1– M2)c2 = Δmc, где M1 – массы исходных продуктов, M2 – массы конечных продуктов реакции.

5

3

Мотивация изучения новой темы

5-6 слайды

1.Атомный ледокол «Ленин»

2. Кольская АЭС

3. Атомные бомбы

Ставит проблему:

Можно ли найти практическое применение выделяющейся энергии?

Беседа с классом.  презентация, в которой отражены ключевые моменты изучаемой темы «Деление ядер урана. Цепная ядерная   реакция. Термоядерные реакции».

Делают вывод после просмотра слайдов.

1

4

Изучение нового материала

Слайд 7

http://www.physbook.ru/images/8/8f/Img_Kvant-1986-05-005.jpg

(график зав. уд. Эн. связи от мас. числа)

Слайд 8-9

Модель ядра Бора-Френкеля

(2)

10 слайды

11 й слайд

Модель ядра Бора-Френкеля

(7)

Слайд 12.

Модель ядра Бора-Френкеля

(5)

Слайд 13. Модель ядра Бора-Френкеля

(4)

Слайд 14.

Слайд 15

Модель ядра Бора-Френкеля

(8-9)

Слайды16-17

Модель ядра Бора-Френкеля

(10-11)

Слайд 18-20.

Слайд 21.

 http://multiring.ru/lesson/view/1439

(термоядерные реакции)

1.Обращает уч-ся к графику зависимости удельной энергии связи от массового числа.

  • Назовите  наиболее эффективные пути высвобождения  внутренней энергии из ядра

  • Объявляется тема урока.

  • Организует работу с ресурсом

  • При каких  условиях возможно деление ядра? Под действием каких частиц возможно деление ядра урана: протонов, альфа-частиц или нейтронов?

Ставит проблему

  • Где брать нейтроны для поддержания непрерывной длительной реакции?

По презентации обьясняет

  • открытия деления урана
  • механизм деления ядра

  • Разъясняется понятие цепной реакции.

  • Изотопы урана.

  • испускание нейтронов в процессе деления(модуль 5)

  • Энергия, которая выделяется при делении ядра урана огромна!

.

  • Разъясняется понятие коэффициента размножения нейтронов

  • Критическая масса

  • Практическое применение управляемых цепных реакций – ядерный реактор.
  • Первые ядерные реакторы
  • Демонстрация принципа действия ядерного реактора

  • Каковы преимущества ядерной энергетики?

  • Неуправляемые цепная ядерная реакция.

  • Термоядерные реакции – слияние легких ядер при очень высокой температуре.

Отвечают на вопросы.

1.Синтез более массивных ядер из самых легких.

2. Деление массивных ядер А~

200

  • Записывают тему урока.

Изучают содержание модуля

Анализируют, какие именно частицы следует столкнуть с ядром: протоны, альфа-частицы, нейтроны.  (Ответ: нейтрон, большая проникающая способность)

Делают вывод:

Деление возможно, если ядро возбудить  или столкнуть с нейтроном

  • анализируют возможности самопроизвольного деления ядер урана

  • Записывают определение цепной реакции и условий ее протекания

  • записывают реакции деления ядер урана

  • записывают в тетрадях

  • Разбирают зависимость течения цепной реакции от коэффициента размножения

  • наблюдение.
  • записывают в тетрадях

  • По плану рассказа о физическом приборе или устройстве составить краткий рассказ о ядерном реакторе                                

  • Делают вывод: атомная бомба-это страшное оружие.

  •  Анализируют осуществление управляемых и неуправляемых (реакция синтеза взрыва в водородной бомбе) термоядерных реакций.

                                                                                                                               

25

5

Закрепление

1)По опорному конспекту отвечают на вопросы

2)Вопросы для самоконтроля.

опорный конспект

Модель ядра Бора-Френкеля

(12)

1.Что понимают под делением ядер урана?

2.Какой величиной характеризуется скорость цепной ядерной реакции?

3.Как пойдет реакция при k > 1?

4.При каком значении k ядерная реакция управляемая?

Краткие ответы на вопросы.

Пишут ответы на вопросы самоконтроля и проверяют.

7

6

Домашнее задание

§107, 108 ,109,110.

    По желанию - проект или  презентацию по   использованию ядерной энергии.                                                        

Записывают домашнее задание.

1

7

Итоги

Оценки за урок выставляет электронный журнал.

1

8

Рефлексия

1) Предлагает продолжить предложение

«Сегодня на уроке

Я повторил …

Я закрепил …

Я научился …

Я узнал …»

Высказывают свое мнение.

4

Таблица 2

Название ресурса

Тип, вид ресурса

Форма предъявления информации (иллюстрация, презентация, видеофрагменты, тест, модель и т.д.)

Гиперссылка на ресурс, обеспечивающий доступ к ЭОР

Интерактивная модель «Цепная реакция и ядерная энергетика»

И

Интерактивная модель

Модель ядра Бора-Френкеля

3

Интерактивная модель «Управление ядерным реактором»

И

Интерактивная модель

Интерактивная модель «Управление ядерным реактором»

4

График зависимости удельной энергии связи от массового числа.

И

иллюстрация

http://www.physbook.ru/images/8/8f/Img_Kvant-1986-05-005.jpg

8

Термоядерные реакции

И

анимированная модель

Посмотреть ЭОР можно на странице: http://multiring.ru/lesson/view/1439


Предварительный просмотр:


Подписи к слайдам:

Слайд 1

Глава 9 «Атомное ядро и элементарные частицы» «Ядерная физика, и в особенности физика элементарных частиц, являются наиболее глубокими разделами физической науки» А. Наумов «Мы ставим задачу создать атомную энергетику, которая… будет экономически выгодной, нежели угольная энергетика» И.В. Курчатов

Слайд 2

Наш девиз : Покоряет вершины тот, кто к ним стремится!

Слайд 3

1.Каков состав атомных ядер: 3 6 Li , 19 39 K , 27 58 Co ? 2. Каковы особенности ядерных сил? 3. Сформулируйте закон радиоактивного распада и запишите его формулу. 4. Что называется ядерной реакцией? 5. Какие законы сохранения выполняются в ядерных реакциях? 6.Как рассчитать энергию связи атомных ядер? 7.Что называется энергетическим выходом ядерной реакции? Вопросы для актуализации знаний

Слайд 4

Можно ли найти практическое применение энергии, выделяющейся при ядерных реакциях? Проблема:

Слайд 5

Применение ядерной энергии Ядерный ледокол Ленинградская АЭС Атомная подводная лодка Атомная бомба

Слайд 6

График зависимости удельной энергии связи ядра от массового числа

Слайд 7

Тема урока: Деление ядер урана. Цепная реакция. Ядерный реактор.

Слайд 8

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ УРОКА: Цель урока: дать понятие о процессе деления ядер урана, о механизме протекания цепной ядерной реакции, об устройстве и принципе работы ядерного реактора. Задачи: - обучающие: изучить механизм деления ядер урана-235; ввести понятие критической массы; определить условия, определяющие протекание цепной реакции, изучить устройство и принцип работы ядерного реактора. - развивающие: развитие зрительной памяти, логического мышления; монологической и диалогической речи; мыслительных операций: анализа, сравнения. - воспитательные: показать обучающимся важность научных открытий и предупредить об опасности, которая существует при некорректном обращении с достижениями науки.

Слайд 9

В 1939 году немецкими учеными О. Ганом и Ф. Штрассманом было открыто деление ядер урана. Фриц Штрассман (1902-1980) Отто Ган (1879-1968)

Слайд 10

Капельная модель деления ядра урана Правильное объяснение деления уран, захватившего нейтрон, было дано в начале 1939 г. английским физиком О. Фришем совместно с австрийским физиком Л. Мейтнер.

Слайд 11

ЦЕПНАЯ РЕАКЦИЯ ДЕЛЕНИЯ ЯДРА - это когда продукты могут вступать в реакцию с исходным веществом.

Слайд 12

ДВЕ ТИПИЧНЫЕ РЕАКЦИИ ДЕЛЕНИЯ ЯДРА УРАНА

Слайд 13

КОЭФФИЦИЕНТ РАЗМНОЖЕНИЯ К= -коэффициент размножения n -ов. К=1-цепная реакция (АЭС) К > 1-взрыв (Хиросима, Нагасаки 1945г., авария на Чернобыльской АЭС) К < 1-прекращение цепной реакции

Слайд 14

КРИТИЧЕСКАЯ МАССА -это минимальная масса, при которой цепная реакция может протекать самопроизвольно. Цепная реакция в уране ( 92 U 235 ) может происходить только при массе, большей критической массы. m к =50кг-критическая масса для природного урана ( R =9 см). m к =250г-критическую массу снижают применяя замедлители(графит, обычная и тяжелая вода), отражатели (бериллий) n -ов.

Слайд 15

Выделяющаяся при делении ядер урана энергия огромна. При делении каждого ядра выделяется 200 МэВ. А при полном делении всех ядер, содержащихся в 1 кг урана, выделяется такая же энергия, как и при сгорании 3000 т угля или 2500 т нефти. При этом эта энергия может выделиться мгновенно. Огромная энергия выделяется при делении ядер урана

Слайд 16

Ферми Энрико (1901-1954) Курчатов Игорь Васильевич (1903-1960) Под руководством Энрико Ферми, коллективом ученых в США был создан 1-й реактор в декабре 1942 г. Под руководством И.В. Курчатова коллективом ученых в СССР был запущен 1-й реактор 25 декабря 1946 г. В г. Обнинск была введена в действие 1-я АЭС мощностью 5000 кВт в 1954 г. ПЕРВЫЕ ЯДЕРНЫЕ РЕАКТОРЫ

Слайд 17

Процессы в ядерном Основные элементы ядерного реакторе реактора Ядерный реактор – это установка, в которой происходит контролируемая цепная реакция.

Слайд 18

Хиросима после атомного взрыва (6 августа,1945г)

Слайд 19

Количество погибших от непосредственного воздействия взрыва составило от 70 до 80 тысяч человек. К концу 1945 года, в связи с действием радиоактивного заражения и других пост-эффектов взрыва, общее количество погибших составило от 90 до 166 тысяч человек. По истечении 5 лет, общее количество погибших достигло 200 000 человек .

Слайд 20

Земля – наш общий дом. Хранить и беречь ее - прямая обязанность каждого человека !!!

Слайд 21

Типовые задачи экзаменационных работ ЕГЭ 2016 года «При изучении наук задачи полезнее правил.» Исаак Ньютон

Слайд 22

Задача №1 Связанная система элементарных частиц содержит 2 электрона, 6 нейтронов и 3 протона. Эта система может являться: нейтральным атомом гелия 2 Не 4 ионом лития 3 Li 9 ионом бериллия 4 Be 7 4) нейтральным атомом углерода 6 C 9

Слайд 23

Задача №2 Каково массовое число ядра Х в реакции: 95 Am 241 + 2 Не 4 → X + 2 0 n 1 1) 95 2) 163 3) 245 4) 243

Слайд 24

Задача №3 Какое уравнение противоречит закону сохранения электрического заряда в ядерных реакциях? 4 Be 9 + 1 H 2 → 7 N 10 + 0 n 1 2) 4 Be 7 + -1 e 0 → 3 Li 7 + ν e 3) 3 Li 8 → 4 Be 8 + -1 e 0 + ῦ e 4) 3 Li 6 + 1 p 1 → 2 Не 4 + 2 Не 3

Слайд 25

Задача №4

Слайд 26

Задача №5 Период полураспада франция 87 Fr 221 составляет 4,8 мин. Это означает, что: примерно за 4,8 мин атомный номер каждого атома франция уменьшится вдвое; примерно половина изначально имевшихся ядер франция распадается за 4,8 мин. каждые 4,8 мин распадается одно ядро франция; все изначально имевшиеся ядра франция распадутся за 9,6 мин ;

Слайд 27

Задача №6 На рисунке приведена зависимость от времени числа нераспавшихся ядер в процессе радиоактивного распада для трех изотопов. Для какого из них период полураспада наибольший? У всех одинаков А В Б

Слайд 28

Задача №7 После поглощения нейтрона ядро урана 92 U распалось на два осколка с выделением двух нейтронов. Если один из осколков – ядро ксенона 54 Xe , то второй осколок – это ядро рубидия 37 Rb криптона 36 Kr стронция 38 Sr брома 35 Br

Слайд 29

Задача №8 За 1 час распада осталась одна восьмая часть первоначально имевшихся ядер радиоактивного изотопа. Каков период полураспада этого изотопа? 15 мин 20 мин 30 мин 1 час

Слайд 30

Задача №9 Определите коэффициент полезного действия атомной электростанции, расходующей за неделю уран-235 массой 1,4 кг, если её мощность равна 38 МВт. При делении одного ядра урана выделяется энергия 200 МэВ. КПД электростанции – Ƞ=E 1 /E 2 Энергия, вырабатываемая электростанцией E 1 =P * t Энергия, выделяющаяся при делении урана E 2 = N * E 0 Количество распавшихся ядер урана N=m*Na/µ, где µ-молярная масса урана


По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Информационная карта по физике. 12 класс. Деление ядер урана.Цепная ядерная реакция.

Краткое изложение темы "Деление ядер урана.Цепная ядерная реакция" в 12 классе вечерней (сменной) школы. Использованы материалы Интернета....

Разработка урока по теме: "Деление ядер урана. Цепная ядерная реакция. Термоядерные реакции."

Разработка урока по теме: "Деление ядер урана. Цепная ядерная   реакция. Термоядерные реакции." содержит технологическую карту урока, презентацию и опорный конспект....

Разработка урока по теме: "Деление ядер урана. Цепная ядерная реакция. Термоядерные реакции."

Разработка урока по теме: "Деление ядер урана. Цепная ядерная   реакция. Термоядерные реакции." содержит технологическую карту урока, презентацию и опорный конспект....

Конспект открытого урока по теме: "Деление ядер урана. Цепная ядерная реакция. Термоядерные реакции:"

Конспект открытого урока по теме: "Деление ядер урана. Цепная ядерная   реакция. Термоядерные реакции" содержит конспект урока, технологическую карту урока и опорный конспект....

Конспект урока физики в 11 классе по теме: «Деление ядер урана. Цепные ядерные реакции»

Урок получения новых знаний. Содержит тестовые задания для контроля знаний по теме "Атомная и ядерная физика".  Форма проведения - эвристическкая беседа....

Технологическая карта урока физики по теме: «Механизм деления ядер урана. Цепная реакция. Ядерный реактор»

Технологическая карта урока физики по теме: «Механизм деления ядер урана. Цепная реакция. Ядерный реактор» позволит преподавателю целостно и системно увидеть материал по данной теме, отраз...