Радиоактивные изотопы - урок в 11 классе
план-конспект урока по физике (11 класс) на тему

Класс 11 «А»

Тема: «Радиоактивные изотопы».

Цель урока: Способствовать формированию понятия радиоактивности посредством изучения радиоактивных изотопов.

Задачи: А) дидактические: Способствовать формированию научной картины мира на основе национальных представлений.

              Б) Воспитательные:  Способствовать сохранению родных языков, культуры и чувства патриотизма у детей народов Севера.  

      В) Развивающие:  продолжить развитие компетентности учащихся, помогающий быть наиболее деятельным, значимым в своей родной природной среде. Способствовать развитию аналитического мышления, умение синтезировать и обобщать полученные знания.

Тип урока: комбинированный урок

Методы:

1. По источникам знаний: словесные, наглядные, практические;
2. По степени взаимодействия «Учитель-ученик»: беседа;
3. По дидактическим целям: изучение нового материала;
4. По характеру познавательной деятельности: проблемный;
5. По степени расчленения знаний: аналитический;
6. По характеру движения мысли от незнания к знанию: индуктивный;

Средства обучения:   А) Наглядные пособия:  периодическая таблица Менделеева,  

Б) Технические средства обучения: компьютер, экран, проектор.

В) Дидактический материал: Учебник  для 11 класса под ред. Г.Я. Мякишева, Б.Б. Буховцева, периодическая таблица Менделеева.

Проблема урока: Все мы прекрасно знаем о действиях радиации на живой организм, знаем об опасности, которая таится внутри атома, но вопрос: всегда ли радиоактивные элементы приносят вред человечеству? Каковы полезные свойства этих элементов?  Как мы можем использовать их в мирных целях?

План урока:

1. Организационный момент (2 мин).
2. Актуализация знаний (5 мин).
3. Радиоактивные изотопы (5 мин).
4. Применение радиоактивных изотопов (7 мин).
5. Радиоуглеродный анализ (10 мин).
6. Диагностика (4 мин).
7. Итоги урока. Домашнее задание(2 мин).

Структура урока

1. Организационный момент – организация рабочего места, объявление темы, цели  и мотивации урока. Техника безопасности в кабинете физика.
2. Актуализация знаний – репродукция пройденного материала.

А) Физический диктант (письменно):

           1)   N147  (2α, β)

           2)   U23892→ n10+?

           3)   N=N0*?

           4)  ? + Н31 = Не42 + n10

Б) Основные понятия (устно):

• Радиоактивность
• Нуклоны
• Альфа-распад
• Бета-распад
• Период полураспада
• Закон радиоактивного распада
• Ядерная реакция
• Термоядерный синтез
• Деление ядра урана
• Доза излучения
• Трансурановые элементы
• Меченные атомы
• Радиоуглеродный анализ.

1. Радиоактивные изотопы.

Проблемный вопрос: Все мы прекрасно знаем о действиях радиации на живой организм, знаем об опасности, которая таится внутри атома, но вопрос: всегда ли радиоактивные элементы приносят вред человечеству? Каковы полезные свойства этих элементов?  Как мы можем использовать их в мирных целях?

1911 г -анг. химик Фредерик Содди высказал предположение о существовании элементов с одинаковыми химическими свойствами, но разной радиоактивностью.

Изотоп (др.-греч. ί̓σος «равный, одинаковый, подобный» + τόπος «место, страна»)- разновидность одного и того же химического элемента, отличающийся от других разной атомной массой.

Примеры:  а)   Н11  - водород, Н12 – дейтерий, Н13- тритий

                     б)  С126 – углерод  С136 – углерод,  С146- углерод.

                       Какой углерод стабилен? Какой радиоактивный?

                     В) U 234 92 , U 235 92, U 238 92 – самые распространенный изотоп в природе, всего у урана 14 изотопов.

???Как можно использовать эти радиоактивные изотопы?

1. Применение радиоактивных изотопов.

   Топливо для АЭС                                                                           Археология

                             Медицина                    Промышленность

                                                                              и сельское хозяйство

  Топливо для АЭС  - в основном изотоп урана U92235 – в природе он встречается редко, поэтому его получают при помощи ядерной реакции, а также плутон – трансурановый элемент.

Трансурановые элементы – это химические элементы, с порядковым номером больше 92 (после урана).

Медицина – лечение рака, йодирование, исследование органов с помощью меченных атомов

«Меченые атомы»- это радиоактивные изотопы, которые легко можно обнаружить по их альфа, бета и гамма излучению.

Промышленность и сельское хозяйство -  контроль износа поршневых двигателей внутреннего сгорания, диффузия металлов, удобрение сельскохозяйственной продукции, борьба с вредителями.

Археология – определение возраста археологических находок (мумии, мамонты, динозавры и т.д).

1. Радиоуглеродный анализ.

Радиоуглеро́дный ана́лиз — разновидность радиоизотопной датировки, применяемая для определения возраста биологических останков, предметов и материалов биологического происхождения путём измерения содержания в материале радиоактивного изотопа 14-C по отношению к стабильным изотопам углерода. Предложен Уиллардом Либби в 1946 году (Нобелевская премия по химии, 1960).

Все растения, животные и люди содержат немного радиоизотопного углерода 14. В живых объектах его количество остается неизменным, поскольку углерод постоянно используется и замещается новыми. Однако после смерти организма содержание углерода -14 постепенно падает, так как его восполнение уже не происходит. Предметы из археологических раскопок, например кости, кожа или бивни мамонта можно датировать по содержанию в них углерода-14, так как известен период полураспада углерода-14.

Предположим, что мы обнаружили череп мамонта и хотим провести датирование, чтобы определить, насколько давно он жил. Мы можем измерить в лаборатории, сколько атомов углерода-14 сохранилось в черепе. Если предположить, что в костях мамонта изначально присутствовало такое же количество атомов углерода-14, которое содержится в костях современных животных (в среднем, один атом углерода-14 на один триллион атомов обычного углерода -12), то, зная период полураспада радиоуглерода, мы можем рассчитать, насколько давно умер мамонт.

На территорию Якутии приходится около 80 % всех находок останков мамонтов в мире и других ископаемых животных с сохранившимися мягкими тканями. В 1799 году впервые в мире в дельте реки Лены в районе Быковского мыса охотником О. Шумаховым была обнаружена почти полная туша крупного мамонта.

Одной из сенсационных находок, получивших всемирную известность, была туша Березовского мамонта. Захоронение его было обнаружено в 1900 году на берегу Березовки (правый приток р. Колымы) охотником С. Тарабукиным.

В 1910 году были раскопаны останки трупа мамонта, найденные в 1906 году А. Гороховым на реке Этерикан, на острове Бол. Ляховский. У этого мамонта сохранились почти полный скелет, фрагменты мягких тканей на голове и других частях тела, а также волосы и остатки содержимого желудка.

В 1991 году в г. Якутске создан единственный в мире Музей мамонта Института прикладной экологии Севера. Здесь представлены три полностью восстановленных скелета мамонта, шерстистого носорога, бизона, мумия дикой лошади, часть шкуры мамонта и многие другие находки.

1. Диагностика.

Вопросы (устно):

• Трансурановые элементы
• Меченные атомы
• Радиоуглеродный анализ
• Нуклоны
• Альфа-распад
• Бета-распад
• Период полураспада
• Закон радиоактивного распада
•  Радиоактивность

Так всегда ли радиоактивные элементы приносят вред человечеству? Каковы полезные свойства этих элементов?  Как мы можем использовать их в мирных целях?

1. Домашнее задание.

§ 112 – прочитать учебник Мякишев Г.Я.-11 класс, выучить определения.