Цель урока: изучить явление радиоактивности; радиоактивных превращений.
Задачи:
образовательная – формировать умения и навыки анализа, сравнения, навыки переноса знаний в новые ситуации, планирования деятельности при построении ответа, выполнения заданий и поисковой деятельности при изучении явления радиоактивности и его физической природы, правил смещения;
развивающая – развивать устную монологическую речь, логическое мышление, умение пользоваться научной терминологией, способствовать умению излагать свою точку зрения и отстаивать свою позицию;
воспитательная – воспитывать уважение к собеседнику, индивидуальную культуру общения.
Оборудование: периодическая таблица Менделеева Д.И.; таблица физической природы радиоактивности, ПК, мультимедийный проектор.
Ход урока
I. Мотивация учебной деятельности (приветствие, проверка готовности к уроку, эмоционального настроя)
Здравствуйте, ребята! Я рада приветствовать вас на уроке, на котором мы продолжим познание окружающего нас мира.
У природы много тайн и загадок, раскрывает она их нам не охотно, поэтому каждая очередная разгадка – важный шаг человечества на путь к познанию мира. Вот и вам сегодня предлагается приоткрыть занавес тайны. Готовы? Тогда приступим…
Перед вами три портрета учёных:
Скажите, пожалуйста, что может их объединять?
(Предполагаемые ответы детей: они родственники, проводили опыты, занимались исследованием одного и того же явления)
Может, кто- то знает, какого явления?
Может ли это явление быть связано с понятием атом?
II. Актуализация знаний
Вопросы об атоме и атомном ядре:
1. Какие частицы входят в состав атома:
A) Только протоны.
Б) Нуклоны и электроны.
B) Нейтроны и электроны
Г) Протоны и нейтроны.
2.Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Между какими парами частиц внутри ядра действуют ядерные силы?
A) Протон - протон.
Б) Нейтрон - нейтрон.
B) Протон - нейтрон.
Г)Во всех парах А - В.
3.В ядре атома кальция 
содержится:
A) 20 нейтронов и 40 протонов.
Б) 40 нейтронов и 20 электронов.
B) 20 протонов и 40 электронов.
Г) 20 протонов и 20 нейтронов.
Обратимся к опыту.
Давайте посмотрим то явление, которое обнаружил Анри Беккерель.
Просмотр опыта (видео 1 из ЭОР) без звука. Приложения
Приложение 1
http://school-collection.edu.ru/catalog/res/30495392-a1ea-46dc-8ea1-9b2f5386cdce/view/
Что вы увидели? Попытайтесь это объяснить …
- Сегодня на уроке я хочу вам предложить поговорить о явлении …
- Как вы считаете, с чем у вас ассоциируется это слово?
- Предлагаю обратиться к словарю С.И.Ожегова и узнать значение этого слова. (от лат.радиус, что означает луч, радиоактивность - самопроизвольное излучение атомов. Было открыто Беккерелем 1 марта 1896 года. )
Гипотеза. Радиоактивность – это ключ к новым великим открытиям, созданию модели атома, овладению атомной энергией.
III. Выполнение пробного действия и выявление места и причины затруднения
- Почему в магнитном поле радиоактивное излучение распалось на три пучка?
- Какова природа альфа-частицы? Каков ее заряд и масса?
- Что представляют собой бета-частицы?
- С какой скоростью распространяются гамма-лучи? Какие свойства гамма-лучей?
IV. Построение проекта выхода из затруднения
Как вы думаете, что нужно сделать, чтобы выяснить, что это за явление? (Дети предлагают план изучения явления радиоактивности)
1. Какова физическая природа радиоактивности.
2. Рассмотреть ситуацию, почему в процессе радиоактивного распада ядра атомов могут превращаться в другие ядра с испусканием частиц? (Радиоактивные превращения, правила смещения)
V. Реализация построенного проекта
Физическая природа радиоактивности.
Как вы думаете? Каков состав, природа и свойства радиоактивных излучений? Дети по рисунку описывают опыт самостоятельно.
Классический опыт показан на рисунке. (Плакат на доске). Радиоактивный препарат помешался на дно узкого канала в куске свинца. Против канала помещалась фотопластинка. На выходившее из канала излучение действовало сильное магнитное поле, перпендикулярное пучку. Вся установка размещалась в вакууме.
В отсутствие магнитного поле на фотопластинке после проявления обнаруживалось одно темное пятно, точно против канала, а в магнитном поле пучок распадался на 3 пучка. Две составляющие первичного потока отклонялись в противоположные стороны. Это определенно указывало на наличие у этих составляющих электрических зарядов противоположных знаков; отрицательная компонента излучения отклонялась в магнитным полем гораздо больше, чем положительная. Третья составляющая не отклонялась магнитным полем.
Положительно заряженная компонента получило название альфа-лучей, отрицательно заряженная – бета-лучи и нейтральная – гамма-лучи.
Эти три вида излучения очень сильно отличаются друг от друга по проникающей способности, т.е. по тому, насколько интенсивно они поглощаются различными веществами.
Теперь представьте себе, что много веков торжествовала идея о неизменности атома и в начале ХХ века она ставится под сомнение.
Цепочки превращений испытали радиоактивные элементы: актиний, торий, уран. Общий вывод, к которому пришли ученые, сформировал Резерфорд. Давайте попробуем его сформулировать… (Найдите в учебнике)
Итак, запишите в тетрадь определение: радиоактивность представляет собой самопроизвольное превращение одних ядер в другие, сопровождаемое испусканием различных частиц или ядер.
Таблица (на экране монитора)
Три вида излучения
| Излучение | Заряд | Проник. способность | Примеры | Природа |
| альфа | + | min | бумага <0,1 мм пробег в воздухе 3-9 см алюминий – 0,05 мм |
Поток атомных ядер гелия 42Не v = 14000 - 20000 км/с |
| бета | - | чуть > альфа | Пробег в воздухе 40 см свинец – 3 см |
Поток электронов 0-1e v = 300000 км/с |
| гамма | 0 | max | пробег в воздухе неск. сот
метров свинец – до 5 см тело человека пронизывают насквозь |
Поток коротких эл-магн. волн
(фотонов) v = 300000 км/с |
Радиоактивные превращения.
Что же происходит с веществом при радиоактивном распаде?
Обратимся к просмотру (видео 2 (3) из ЭОР)
Приложнние 2 (3)
Уже самые первые опыты, проделанные Резерфордом совместно с английским ученым Ф. Содди, убедили их, что при радиоактивном распаде происходит превращение одних химических элементов в другие.
Правила смещения.
(Давайте разберёмся, по каким правилам происходит преобразование ядер).
Превращение ядер подчиняется правилу смещения, сформулированному впервые английским ученым Ф. Содди.
Обратимся к просмотру (видео 2(5) из ЭОР)
Приложение 2 (5)
Давайте уточним и запишем, какие правила смещения существуют? (Cхемы правил на доске б – распад и в – распад обозначены разными цветами)
альфа – распад: Ядро теряет положительный заряд 2з и масса его убывает на 4 а.е.м. Элемент смещается на 2 клетки к началу периодической системы.
AZХа —> A-4Z-2Y + 42He
бета – распад: из ядра вылетает электрон, заряд увеличивается на единицу, а масса остается почти неизменной. Элемент смещается на 1 клетку к концу периодической системы.
AZХ бета —> AZ+1Y + 0-1e
гамма – излучение не сопровождается изменением заряда, масса же ядра меняется ничтожно мало.
- Вы внимательно следили за рассуждениями, не возникли ли у вас вопросы?
Как же из ядра могут вылетать электроны, если их там нет?
Какие преобразования могут происходить?
Ответ: при бета – распаде нейтрон превращается в протон с испусканием электрона
10n —> 11p + 0-1e + v (v - антинейтрино)
VI. Первичное закрепление
1. Блиц-опрос (Продолжи вопрос…)
1. Явление радиоактивности, открытое Беккерелем, свидетельствуют о том что ...
А. Атом имеет сложную структуру.
Б. В состав атома входят электроны.
В. Все вещества состоят из неделимых частиц-атомов
2. В состав атома входят следующие частицы:
А. Нейтроны и электроны
Б. Нуклоны и электроны.
В. Протоны и нейтроны.
3. Какой вид радиоактивного излучения наиболее опасен при внутреннем облучении человека?
A. Бета-излучение.
Б. Гамма-излучение.
B. Альфа-излучение.
4. При альфа-распаде атомных ядер…
А. Масса ядра остаётся практически неизменной, поэтому масса числа сохраняется, а заряд увеличивается на единицу.
Б. Массовое число увеличивается на 4, а заряд остаётся неизменным.
В. Массовое число уменьшается на 4, а заряд также уменьшается на 2.
2. Работа с учебником (решение задач). (Приложение)
3. Работа с ЭОР (видео 3) 2 варианта
(Решение задач разных типов на ЭВМ)
Приложение 3. Вариант 1
http://fcior.edu.ru/card/6581/reshenie-zadach-na-radioaktivnye-prevrasheniya.html
Приложение 3. Вариант 2
http://fcior.edu.ru/card/10896/zadachi-na-radioaktivnye-prevrasheniya.html
4. Самостоятельная работа с самопроверкой (индивидуально, по карточкам (дифференциальный подход к учащимся)). (Приложение)
4. В ядро, какого элемента превращается ядро изотопа тори, если оно претерпевает три последовательных альфа-распада?
5. В результате, какого радиоактивного распада плутоний превращается в уран?
6. Написать реакцию бета-распада свинца.
VII. Включение в систему знаний
Давайте дополним наши знания следующей информацией. (Применение радиоактивности)
Просмотр (видео 5 из ЭОР)
Приложение 5
Видеоролик-анимация "Определение возраста образца изотопным анализом"
Просмотр (видео 4 из ЭОР)
Приложение 4
http://fcior.edu.ru/search.page?phrase=%D0%BE%D0%BF%D1%8B%
D1%82+%D0%BE+%D1%80%D0%B0%D0%B4%D0%B8%D0%BE%D0%B0%D0%
BA%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8
Что можно сказать о значении радиоактивности?
- Радиоактивность явилось таким научным открытием, которое перевернуло научные представления о строении и свойствах материи...
Какие ещё учёные внесли вклад в изучение явления радиоактивности? (Вопрос к следующему уроку)
VIII. Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению
Задание на дом:
- § 65, 67; вопросы; упр.51 (5),
- сообщение по теме “Интересные факты о радиоактивности,
- “Учёные, внёсшие вклад в изучение явления радиоактивности”,
- используя интернет, подготовить презентацию на тему “Радиоактивность…”.
IX. Рефлексия
“Блажен, кто явственно узрел
Хотя бы скорлупу природы”
Иоганн Вольфганг Гёте
Наш урок подошёл к концу. Спасибо, ребята, за совместную работу. Я была рада встретиться с вами. До встречи!
Литература
[1] А.В.Пёрышкин, Е.М. Гутник Физика 9 класс. М.: Дрофа, 2012 г.
[2] Ф.М. Дягилев. Из истории физики и жизни ее творцов. М, Просвещение, 1986 г.
[3] Журнал. Физика в школе №2, 1990 г.
Ссылки дополнительно:
1. http://194.226.214.68/oms/OMS.exe установщик для просмотра ЭОР
2.
http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669bee8a-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/4_
2.swf тест с выбором ответа по опыту Резерфорда
3. http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/462d61ca-280c-4c5b-b421-233938560ff8/179.swf
тестовая работа