лб7. Лабораторная работа 7 Изучение деления ядра атома урана по фотографии треков Тищенко Е. В., учитель физики моу Сетищенская оош
 Скачать 0.54 Mb.
|
|
Урок физики в 9 классе Деление ядер урана. Цепная реакция. Лабораторная работа №7 «Изучение деления ядра атома урана по фотографии треков» Тищенко Е.В., учитель физики МОУ «Сетищенская оош» Тип – урок изучения нового материала. Цель: - ввести понятие цепной ядерной реакции, - выяснить условие ее возникновения, - убедиться в справедливости закона сохранения импульса на примере деления ядер урана. Оборудование: фотография заряженных частиц, образовавшихся в фотоэмульсии при делении ядра атома урана под действием нейтрона (из учебника); линейка измерительная. Ход урока I. Организационный момент. II. Актуализация знаний. Фронтальная беседа: - Строение атома по Резерфорду (В центре атома находится положительно заряженное ядро, вокруг которого вращаются отрицательные электроны) - Почему это строение называется планетарной моделью атома? (Строение атома подобно строению звездной системы). - Из каких частиц состоит ядро атома? (Из протонов и нейтронов (нуклонов)) - Какой из этих частиц имеет заряд, и какой? (Протон. Положительный.) - Как электрически взаимодействуют друг с другом протоны в ядре? (Так как они заряжены одноименными зарядами, поэтому протоны отталкиваются) - Какие тогда силы удерживают нуклоны в ядре? (Ядерные силы притяжения. Они действуют между нуклонами и в сотни раз сильнее электрических сил отталкивания). - Химический элемент в общем виде записывается так:  X. Что обозначают и что показывают Z и N? (Число нейтронов обозначают буквой N, число протонов - Z, также число электронов в атоме, также порядковый номер в таблице Менделеева)- Что такое дефект масс? (Разность между массой нуклонов и массой ядра). - Что такое энергия связи? (Минимальная энергия, которую необходимо затратить для полного расщепления ядра на отдельные нуклоныE = Δmc2) III. Изучение нового материала. В 1938 году Ирен Кюри среди продуктов распада, образующихся при бомбардировке урана нейтронами, открыла радиоактивный изотоп, свойства которого являются свойствами лантана. Ирен Кюри стояла на пороге открытия деления урана, но никто ей не поверил, ни Бор, ни Резерфорд. Все они считали такой распад невозможным. Отто Ган и Фриц Штрассман облучали нитрат уранила нейтронами и получали радиоактивный барий. Они фактически открыли отделение ядра урана, их статья была фиксирована 22 декабря 1938 года. В 1939 году немецкие ученые Лизе Майтнер и Отто Фриш написали статью, в которой показали, что такая реакция возможна. В этом же году русский ученый Я. Френкель и Н. Бор разработали теорию ядерного деления атома урана. 2. Знакомство с теорией ядерного деления. Ядро урана захватывает нейтрон и, подобно жидкой капле, начинает деформироваться, принимает гантелеобразную форму. Кулоновское отталкивание становится сильнее ядерного притяжения, и ядро разрывается на две неравные части, осколки радиоактивны, в результате серии β-распадов превращаются в стабильные изотопы.  Пример ядерной реакции деления ядра урана  IV. Выполнение лабораторной работы. Инструктаж по охране труда. Внимательно рассмотрите фотографию треков. Н  а ней видны треки двух осколков, образовавшихся при делении ядра атома урана, захватившего нейтрон. Ядро урана находилось в точке g, указанной стрелочкой.По трекам видно, что осколки ядра урана разлетелись в противоположных направлениях (излом левого трека объясняется столкновением осколка с ядром одного из атомов фотоэмульсии, в которой он двигался). Известно, что законы сохранения играют в ядерной физике особую роль. Вспомним основные законы сохранения, которые нам понадобятся для успешного написания сегодняшней работы. Закон сохранения импульса: Векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, не меняется с течением времени при любых движениях и взаимодействиях этих тел. Закон сохранения электрического заряда: В ядерных реакциях суммарный электрический заряд во входном канале равен суммарному электрическому заряду в выходном канале. Закон сохранения числа нуклонов: В ядерных реакциях сумма массовых чисел до реакции равна сумме массовых чисел после реакции. Выполните лабораторную работу 1 задание: пользуясь законом сохранения импульса, объясните, почему осколки, образовавшиеся при делении ядра атома урана, разлетелись в противоположных направлениях. Письменно ответьте: одинаковы ли заряды и энергия осколков? В ответе укажите, по каким признакам можно судить об этом? Известно, что осколки ядра урана представляют собой ядра атомов двух разных химических элементов (например, бария, ксенона и др.) из середины таблицы Дмитрия Ивановича Менделеева. Одна из возможных реакций деления урана может быть записана в символическом виде следующим образом:  где символом ZX обозначено ядро атома одного из химических элементов. (Вариант ответа: Ядро урана при захвате нейтрона разделяется примерно на две равные части, которые называются осколками деления. При этом осколки разлетаются в противоположные стороны. Это можно объяснить на основе закона сохранения импульса. Импульс ядра урана до захвата нейтрона практически равен нулю. При захвате нейтрона ядро, получая от него некоторый импульс, раскалывается на две разлетающихся части массами m1 и m2 . Если записать закон сохранения импульса:  ) 2 задание: пользуясь законом сохранения заряда и таблицей Дмитрия Ивановича Менделеева, определите, что это за неизвестный элемент.  В силу закона сохранения заряда запишем: 92 + 0 = 56 + Z + 2 * 0. Отсюда получаем Z = 36. По таблице Д.И. Менделеева определяем, что это ядро криптона. В конце работы не забудьте сделать общий вывод о проделанной работе. V. Итоги урока. VI. Домашнее задание. § 74,75, ответить на вопросы. Используемая литература: Перышкин А. В. Гутник Е.М. Физика 9кл.: учебник для общеобраз. учреждений, М.: Дрофа, 2009г. Марон Е.А. Опорные конспекты и разноуровневые задания к учебнику А.В.Перышкина «Физика 8 класс» СПб ООО «Виктория плюс», 2009г |