Энергия связи. Дефект масс.
план-конспект урока по физике (9 класс) на тему

Урок по физике «Энергия связи. Дефект масс» проводится в 9 классе при изучении раздела «Строение атома и атомного ядра»; содержит тест для проверки знаний таких понятий, как «состав атомного ядра», «массовое число», «зарядовое число», «ядерные силы»; тест для закрепления знаний и подведения итогов по теме урока.

Урок (9кл)

Тема: Энергия связи. Дефект масс.

Цель:

Образовательные - обобщить, систематизировать и углубить знания учащихся

           о ядерных силах и ядерных реакциях, знакомство учащихся  с энергией связи

           и дефектом масс.

Воспитательные – развитие навыков интеллектуальной коллективной работы;

           воспитание основ нравственного  сознания; пробудить у  учащихся интерес

           к предмету.

Развивающие – развитие мышления; умение анализировать, сравнивать,

         делать логические выводы.

Форма урока: комбинированный урок.

Методы урока: словесные, наглядные.

ТСО: тесты, таблица Менделеева.

                                              Ход урока.

1. Орг.момент: объяснение темы и цели урока, порядка работы на уроке.

2. Повторение изученного материала. Этап подготовки к активному и

    сознательному   усвоению материала (актуализация знаний).

   А) фронтальный опрос

• Что происходит с ядром радиоактивного элемента при α – распаде?
• Приведите примеры реакции для α – распада.
• Как читается правило смещения для α – распада?
• Что происходит в ядре атома, претерпевшего β – распад? Какие частицы при этом излучаются? Что происходит с зарядом ядра и почему?
• Сформулируйте правило смещения для β – распада.
• Изменится ли массовое число ядра при β – распаде? Почему?
• Каким видом излучения часто сопровождается α – и β – распад?
• Объясните протонно – нейтронную модель строения ядра.
• Назвать свойства ядерных сил.

3. Новый материал.  

      1. Энергия связи.

          Минимальная энергия, необходимая для расщепления ядра на отдельные нуклоны,

          Называется энергией связи ядра.

          Ео = mс2  - энергия покоя

           m – масса системы частиц, с – скорость света в вакууме.      

           ∆ Ео – изменение энергии покоя,   ∆m = ∆ Ео/с2 ,  ∆ Ео =  ∆mс2 .

       Вывод: масса ядра всегда меньше суммы масс нуклонов, из которых оно состоит.

2.   ∆m = (Zmp + Nmn ) - Mя  

        Mя  - масса ядра,  Z  и  N – число протонов и нейтронов в ядре,

        mp и mn  - протона и нейтрона.

        ∆m – называется дефектом масс.

4. Закрепление.  А) Решение задач.

Задача 1. Вычислите дефект масс ядра кислорода 17 8 О.

Дано:                                                    Решение:

17 8 О                                             Дефект массы ядра равен:

mp  = 1,6724 ∙10-27 кг                      .   ∆m = Zmp  + ( А- Z) mn  -  Мя                                                             

mn =  1,6748 ∙10-27 кг                     из символической записи элемента    17 8 О следует,                                                  

Мя =  28,2282 ∙10-27 кг                   что А = 17 и Z =8, т.е в состав ядра кислорода                      

----------------------------                входит 8 протонов и 9 нейтронов: N = A- Z =17 -8=9  

∆m =?                                           Тогда выражение для дефекта масс

                                                     можно   записать:  

                          ∆m =  (8  ∙1,6724 + 9 ∙ 1,6748 – 28,2282) ∙  10-27 = 1,656 ∙10-28 кг  

                                                 Ответ:   ∆m =  1,656 ∙10-28 кг  

Задача 2

Найти энергию связи изотопа лития 7 3  Li .

Дано: 7 3  Li .                                                Решение:

mp  = 1,6724 ∙10-27 кг                  Энергия связи ядра     Есв = ∆mс2 , где ∆m -дефект

mn =  1,6748 ∙10-27 кг                  массы ядра: .   ∆m = Zmp  + ( А- Z) mn  -  Мя

Мя = 11,6475 ∙10-27 кг                 Отсюда Есв ={ Zmp  + ( А- Z) mn  -  Мя }∙с2

с = 3 ∙108 м/с                              из символической записи изотопа лития  7 3  Li ,

-----------------------------            видим, что    А = 7 и Z =3, т.е в ядре изотопа лития    

Есв = ?                                        7 нуклонов, из них 3 протона и 4 нейтрона (N =А – Z)

     Подставив  значения  А и  Z в выражение энергии  связи, получим:

      Есв ={ Zmp  + ( А- Z) mn  -  Мя }∙с2       

      Есв ={3∙1,6724∙10-27  + 4∙ 1,6748 ∙10-27  - 11,6475 ∙10-27 }∙ (3∙108 )2  =

      5,58∙10-13 Дж

              Ответ:      Есв = 5,58∙10-13 Дж

Б) Вопросы на закрепление

• Какие силы действуют между нуклонами в атомном ядре?
• Что называют энергией связи атомного ядра?
• Что называют дефектом массы?
• Напишите формулу дефекта массы.
• Что называют ядрами реакциями?

            Итог урока

            Домашнее задание: прочитать и выучить §65 Оценки за урок.

            5.   Самостоятельная работа

                    Вариант 1

А)  Какой заряд имеют α – частица, β – частица?

1. α – частица - отрицательный, β – частица – положительный;
2. α –и β – частицы - положительный;
3. α – частица - положительный, β – частица – отрицательный;

Б)   α – излучение – это:

1.  поток электронов;

2.  поток ядер атомов гелия;

3.  излучение квантов энергии.

В)  Какие частицы излучаются при указанном процессе распада:

        А ZM→ A-4 Z-2 M + Х

1.  ядро гелия;

2.  электрон;

3.  ядро гелия и электрон.

Г)  Тот факт, что при радиоактивных превращениях из атомов одних веществ

      Образуются атомы других веществ, является доказательством того,

      что радиоактивные превращения претерпевают:

 1. ядра атомов;

 2. электронные оболочки;

 3. кристаллы.

Д) В результате β –распада новый элемент занял место в таблице Менделеева:

1.  на две клетки правее;

2.  электронные оболочки;

3.  на одну клетку правее;

4.  на одну клетку левее.

                                   Вариант 2

А.  Какой заряд имеют  β – частица, γ – частица?

1. β – частица – положительный, γ – излучение – отрицательный;
2. β – частица – отрицательный, γ – излучение не имеет заряда;
3. β – частица и γ – излучение– отрицательный;

Б.   β– излучение – это:

1. β– излучение квантов энергии;
2. поток ядер гелия;
3. поток электронов.

В)   В результате какого радиоактивного распада натрий  22 11 Na  превращается  в 22 12Mg?

1. α – распада;
2. β – распада;

Г)  Почему радиоактивные препараты хранят в толстостенных свинцовых контейнерах?

1. чтобы избежать опасного излучения;
2. чтобы увеличить период полураспада;
3. чтобы уменьшить явление радиоактивности.

Д)  Какие частицы или излучения имеют наибольшую проникающую способность?

1. α – частицы;
2. γ – излучение;
3. β – излучение.