Технологическая карта модуля "Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер" (Физика 9 класс, А.В.Перышкин)
учебно-методический материал по физике (9 класс) по теме

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА

ПО ФИЗИКЕ

УЧЕНИ___ 9 ___ КЛАССА

___________________________________________________

МОДУЛЬ

«СТРОЕНИЕ АТОМА И АТОМНОГО ЯДРА. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ АТОМНЫХ ЯДЕР»

ПЛАНИРУЕМАЯ ОЦЕНКА: _________________________

Учитель: Рогова Дарья Валерьевна

КАК ЭТИМ ПОЛЬЗОВАТЬСЯ?

Дорогой друг! Перед тобой важный инструмент обучения, который поможет тебе пройти по своей индивидуальной образовательной траектории в рамках изучения физики в четвертой четверти 9 класса.

Здесь ты найдешь тему каждого урока и задание для выполнения в классе и дома в соответствии с твоим личным выбором.

Задачи группы А – самые легкие, группы B – посложнее, задачи группы C – самые сложные, требующие глубокого понимания материала изучаемого модуля.

Выполняй домашнее задание после каждого урока и сдавай на проверку учителю.

Для получения оценки «3» (удовлетворительно) необходимо выполнить все задания группы А.

Для получения оценки «4» (хорошо) необходимо выполнить все задания группы А и 2 задания группы B или 4 задания группы А и 3 задания группы В.

Для получения оценки «5» (отлично) необходимо выполнить 4 задания группы А, 2 задания группы B и 1 задание группы С или 3 задания группы А, 1 задание группы B и 2 задание группы С.

Желаю успехов и удовольствия в изучении физики!

СОДЕРЖАНИЕ МОДУЛЯ

БЛОК-СХЕМА МОДУЛЯ

Урок 1.

§65. Радиоактивность как свидетельство сложного строение атомов.

§66. Модели атомов. Опыт Резерфорда.

§71. Состав атомного ядра. Массовое число. Зарядовое число.

Классная работа:

1. Что такое радиоактивность? Назовите примеры радиоактивных веществ.
2. Какие 3 вида радиоактивного излучения вы знаете? В чем их отличие? Как их обнаружили?
3. В чем заключался опыт Резерфорда?
4. Из чего состоит атом? Какую информацию о его строении мы можем извлечь из таблицы Менделеева?
5. Назовите химический элемент, в атомном ядре которого содержатся нуклоны:

а) 7p+7n, б) 18p+22n

Домашняя работа:

ГРУППА А

1. Кто из ученых впервые открыл явление радиоактивности? В каком году?
2. Почему пучок радиоактивного излучения в магнитном поле распадался на три пучка?
3. Будет ли распадаться поток радиоактивного излучения на три пучка, если его поместить в электрическое поле? Почему?
4. Что являлось причиной отклонения небольшого числа α-частиц в опытах Резерфорда?
5. В чем основное отличие планетарной модели атома от модели «кекса с изюмом»? Каким ученым принадлежат вышеупомянутые модели?
6. Сколько протонов и нейтронов содержится в ядрах следующих элементов:  , , ,  ?

ГРУППА B

1. Ядром какого элемента является протон? Напишите название и обозначение данного элемента. Какие изотопы этого элемента вы знаете?
2. Сколько процентов составляет разность в массах покоя протона и нейтрона по отношению к массе покоя протона?
3. Определите нуклонный состав изотопов водорода (протия, дейтерия и трития). Ионы какого из этих изотопов медленнее продвигаются к катоду при электролизе воды?
4. Назовите химический элемент, в атомном ядре которого содержатся нуклоны:

а) 33p+42n, б) 84p+126n

ГРУППА С

1. Сколько электронов потерял атом азота, превратившись в ион с зарядом 1,6∙10-19 Кл?
2. Как вы думаете, действуют ли между нуклонами в ядре силы гравитационного взаимодействия? Существенны ли они? Ответ обоснуйте.
3. В природе существует 2 изотопа хлора:  и . Атомная масса хлора 35,5 а.е.м. Определите процентное содержание изотопов. Подсказка: если принять за долю одного из изотопов x, тогда доля другого будет (1-x). Необходимо составить пропорцию и решить ее, переведя полученное число в проценты.

Урок 2.

§68. Экспериментальные методы исследования частиц.

§69. Открытие протона. §70. Открытие нейтрона.

Классная работа:

1. Какие приборы и методы использовались при открытии нуклонов?
2. Что такое счетчик Гейгера?
3. Что такое камера Вильсона?

Домашняя работа:

ГРУППА А

1. Какие характеристики частицы можно определить с помощью камеры Вильсона?
2. В чем отличие камеры Вильсона от пузырьковой камеры? В чем преимущество пузырьковой камеры?
3. Что такое трек частицы?
4. Какой вывод был сделан на основании фотографий треков частиц в камере Вильсона (см. рис.)?
5. Кому принадлежат открытия протона и нейтрона? В каких годах это произошло?
6. Что такое бериллиевое излучение? Кто его наблюдал впервые?

ГРУППА B

1. Начертите принципиальную схему счетчика Гейгера. Что такое анод и катод? Какое поле они порождают? Каково обязательное условие возникновения тока в счетчике Гейгера?
2. Начертите принципиальную схему камеры Вильсона. Почему при помещении камеры Вильсона в магнитное поле траектории частиц искривляются?
3. К какому противоречию приводит предположение о том, что атомные ядра состоят только из протонов? Поясните не примере.
4. Воздействием на нейтрон каких физических полей можно получить информацию о его характеристиках (о массе, заряде)? Ответ поясните.

ГРУППА С

1. Счетчик Гейгера часто применяется для оценки радиационного фона. Поясните, каким образом. Найдите информацию о том, как обычно выглядят такие счетчики.
2. Какого вида излучение регистрирует счетчик Гейгера, если радиоактивный препарат установлен на расстоянии 10 см от счетчика? Подсказка: сравнить длину свободного пробега в воздухе α-, β- и γ-частиц.
3. Почему нейтроны легче проникают в ядра атомов, чем α- и β-частицы? Подсказка: вспомните о кулоновском (электростатическом) взаимодействии.

Урок 3.

§67. Радиоактивные превращения атомных ядер.

Домашняя работа:

ГРУППА A

1. Изменяются ли массовое число и зарядовое число ядра при испускании ядром γ-кванта?
2. Ядро радона  испустило α-частицу. В ядро какого элемента превратилось ядро радона?
3. Ядро какого элемента образовалось из ядра изотопа кобальта  после испускания β-частицы?
4. Сколько α- и β-частиц испускает ядро урана , превращаясь в ядро висмута ?
5. Ядро урана , захватив один нейтрон, разделилось на два осколка, при этом высвободилось два нейтрона. Один осколок оказался ядром ксенона . Ядром какого элемента является другой осколок?
6. При взрыве атомной бомбы создаются условия для осуществления следующей реакции: +→ X+. Ядро какого элемента образуется при этом?

ГРУППА B

1. Допишите недостающие обозначения:

1. +γ→ X+
2. X+→+γ
3. + γ→+X
4. X+ γ→ +

2. Определите неизвестный продукт X каждой из ядерных реакций:

1. +→X+
2.  +→ X+
3. +→ X+
4. +  X+

3. Напишите ядерную реакцию, которая происходит при бомбардировке алюминия  α-частицами и сопровождается выбиванием протона.
4. Напишите ядерную реакцию, которая происходит при бомбардировке азота  α-частицами и сопровождается образованием ядра атома водорода.

ГРУППА C

1. Сколько происходит α-распадов и β-распадов при радиоактивном распаде урана , если он превращается в свинец ?
2. Перечислить несколько ядерных реакций, в которых может образоваться изотоп .
3. Сколько происходит α-распадов и β-распадов при радиоактивном распаде радия , если он превращается в свинец?

Урок 4.

Лабораторная работа №5 «Изучение деления ядра атома урана по фотографиям треков»

Повтори урок 2. Выполни лабораторную работу.

Урок 5.

Лабораторная работа №6 «Изучение треков заряженных частиц по готовым фотографиям»

Повтори урок 2. Выполни лабораторную работу.

Урок 6.

§72. Ядерные силы.

§73. Энергия связи. Дефект масс.

Классная работа:

1. Что такое античастица? Назовите античастицы к протону, нейтрону, электрону, нейтрино.
2. Какими силами обусловлено взаимодействие нуклонов в ядре?
3. Определите дефект масс, энергию связи и удельную энергию связи ядра атома гелия .
4. Выделяется или поглощается энергия при реакции +→+?

Домашняя работа:

ГРУППА A

1. Является ли α-частица элементарной частицей?
2. Какая из частиц более долговечна: свободный нейтрон или нейтрино?
3. Ядро азота  выбросило позитрон нейтрино. Напишите реакцию β-распада.
4. Фотон достаточно большой энергии в поле тяжелого ядра превратился в пару частиц, одна из которых – электрон. Что представляет из себя другая частица?
5. Рассчитайте дефект масс и энергию связи ядра .
6. Рассчитайте дефект масс и энергию связи ядра .

ГРУППА B

1. Атом водорода, а также нейтрон могут распадаться на протон и электрон. Почему атом водорода не считается элементарной частицей, а нейтрон причисляют к этому классу частиц?
2. Для разрушения атомного ядра на нуклоны необходимо затратить энергию. Что можно сказать об отношении m’/m (где m – масса нуклона в составе ядра, а m’ – его же масса покоя за пределами ядра)?
3. Определите удельную энергию связи ядра атома лития .
4. Определите удельную энергию связи ядра атома азота .

ГРУППА C

1. Определите, вычислив удельную энергию связи, какое из ядер –  или  – является более устойчивым.
2. Выделяется или поглощается энергия при реакции +→+?
3. Какое из ядер -  или  – обладает большей устойчивостью?

Урок 7.

§74. Деление ядер урана.

§75. Цепная реакция.

§76. Ядерный реактор. Преобразование внутренней энергии атомных ядер в электрическую энергию.

§77. Атомная энергетика.

Классная работа:

1. Какие 2 направления ядерных реакций можно использовать для получения энергии?
2. Что такое цепная реакция?
3. Что вы знаете о перспективных направлениях получения электрической энергии?

Домашняя работа:

ГРУППА A

1. Кем был открыт процесс деления ядер урана при бомбардировке их нейтронами? В каком году?
2. Рассмотрите рисунок. Ответьте на вопросы: ядро какого элемента изображено, сколько протонов и нейтронов в него входит, почему это ядро возбуждается и деформируется, ядра каких элементов образуются после деления.
3. Как осуществляется цепная реакция деления ядер урана?
4. Что такое критическая масса?
5. Что такое ядерный реактор?
6. Какие атомные электростанции вы знаете?

ГРУППА B

1. Под действием каких сил деформированное ядро урана разрывается на части?
2. В чем отличие управляемой ядерной реакции от неуправляемой?
3. Каким образом поддерживается постоянное число нейтронов цепной реакции?
4. Каким образом можно снизить критическую массу урана?

ГРУППА C

1. Заполните схему преобразования энергии при получении электрического тока на электростанциях.

2. Назовите основные преимущества и недостатки атомных электростанций перед другими видами электростанций.
3. Рассмотрите рисунок и ответьте на следующие вопросы:

1. Что является топливом ядерного реактора на медленных нейтронах?
2. Для чего в реакторе используют медленные нейтроны?
3. Что расположено в активной зоне ядерного реактора?
4. Какие функции выполняют отражатель и защитная оболочка реактора?
5. Каким образом запускают ядерный реактор?

Урок 8.

§78. Биологическое действие радиации. Закон радиоактивного распада.

Классная работа:

1. В чем причина негативного воздействия радиации на живые организмы?
2. Что такое естественный радиационный фон? Какого его значение для эволюции?
3. Что такое период полураспада?
4. Какой процент атомов радиоактивного вещества останется через 6 суток, если его период полураспада равен 2 суткам?

Домашняя работа:

ГРУППА A

1. Что такое поглощенная доза радиации? Единицы измерения.
2. Что такое коэффициент качества излучения?
3. Что определяет эквивалентная доза?
4. Приведите примеры периодов полураспада некоторых радиоактивных изотопов. Что показывает период полураспада?
5. Запишите формулу закона радиоактивного распада, поясните ее.
6. Начертите вид графика радиоактивного распада. Сделайте необходимые подписи и пояснения к графику.

ГРУППА B

1. От какого вида радиоактивного излучения легче всего защититься? Почему? Какое излучение обладает наибольшей проникающей способностью? Почему?
2. Запишите коэффициенты качества для видов радиоактивного излучения. Что показывает коэффициент качество излучения?
3. Рассчитать эквивалентную дозу гамма-излучения, если поглощенная доза равна 2 Зв.
4. Во сколько раз изменится количество ядер радиоактивного элемента за 3 периода полураспада?

ГРУППА C

1. Сколько процентов радиоактивных ядер кобальта останется через месяц, если период полураспада равен 71 суткам?
2. Период полураспада изотопа радия  равен 1600 лет. Сколько ядер изотопа испытает распад за 3200 лет, если начальное число радиоактивных ядер 1010?
3. Какую энергию получил человек массой 80 кг от ионизирующего излучения с коэффициентом качества 10, если эквивалентная доза поглощенного излучения – 1,5 Зв. Какое это излучение?