Интерактивный плакат по теме Состав атомного ядра

МОУ « СОШ № 2

с углубленным изучением отдельных предметов »

Урок - презентация изучения материала

по теме

« Состав атомного ядра».

Учитель физики : Захарова И.М.

г.Валуйки , 2010 г

Урок изучения нового материала.

Тема урока: Состав ядра атома.

Цели урока:

Образовательные: познакомить учащихся с протонно-нейтронной моделью ядра, сформировать понятие об изотопах, формировать умения систематизировать и обобщать изучаемый материал.

Воспитательные: содействовать развитию умения сотрудничать, выслушивать товарища, создать условия для развития у школьников стремления к познанию, а также формированию мировоззренческой идеи познаваемости явлений и свойств окружающего мира.

Развивающие: создать условия для развития у школьников речевых навыков, содействовать развитию способностей к анализу и синтезу, способствовать развитию теоретического мышления.

Ход урока

1.Актуализация знаний.

1). Дайте полную характеристику протону и нейтрону по плану:

а) Масса в а.е.м

б) Знак и значение заряда

в) Обозначение

г) Учёный, открывший частицу

2).Какой из приборов используется для регистрации α-частиц?

1) спектрограф 2) циклотрон 3) камера Вильсона

4) лазер

3). Дайте полную характеристику приборам по плану:

а) Год изобретения

б) Назначение

в) Принцип действия

г) Зарегистрированные при помощи него частицы

4) Каким образом обозначают химический элемент в ядерной физике?

5). Что такое массовое число?

6). Что такое зарядовое число?

7). Как устроен атом?

Итак, мы знаем как устроен атом. Но пока мы ничего не знаем о строении атомного ядра. И на сегодняшнем уроке мы займёмся выяснением этого вопроса. Итак, цель нашего урока:

-изучить состав и строение атомного ядра.

II. Изучение нового материала.

1.Состав и строение ядра.

В 1932 г. советские ученые Е.Н. Гапон и Д.Д. Иваненко и немецкий физик В. Гейзенбергу предложили протонно-нейтронную модель ядра атома. По этой теория все ядра состоят из двух видов частиц - протонов и нейтронов. Протоны и нейтроны называются нуклонами (флеш-анимация, кадр 5)

Согласно этой модели, атомное ядро с массовым числом А и зарядом числом Z содержит в своем составе А частиц, в том числе Z протонов и N = А - Z нейтронов.

Например : ядро углерода (флеш-анимация, кадр 6)

Увеличивая число нейтронов и протонов, можно получить все существующие атомные ядра. В тяжелых ядрах число нейтронов увеличивается. И если нейтронов слишком много, то оно становится неустойчивым и распадается с испусканием электрона.

На основе протонно-нейтронной модели строения атомных ядер было дано объяснение интересным экспериментальным фактам, открытым в первые два десятилетия ХХ в.

В это время многие ученые занимались исследованием свойств радиоактивных элементов. В ходе этой работы проводились различные опыты, в том числе измерялись массы атомных ядер При этом обнаружилось, что у одного и того же химического элемента встречаются атомы с различными по массе ядрами. Так, например, было найдено несколько разновидностей атомов урана: с массами ядер, приблизительно равными 234 а. е. м., 235 а. е. м., 238 а. е. м. и 239 а. е. м. Причем все эти атомы обладали одинаковыми химическими свойствами. Они одинаковым образом вступали в химические реакции, образуя одни и те же соединения.

Наличие одних и тех же химических свойств означает, что все эти атомы имеют одинаковое число электронов в электронной оболочке, а значит, и одинаковые заряды ядер.

Если заряды ядер атомов одинаковы, значит, эти атомы действительно принадлежат одному и тому же химическому элементу (несмотря на различия в их массах) и имеют один и тот же порядковый номер в таблице Д. И. Менделеева, т. е. занимают в этой таблице одну и ту же клетку, одно и то же место. Такие разновидности данного химического элемента, различающиеся по массе атомных ядер, назвали изотопами. Итак,

Изотопы - разновидности данного химического элемента, различающиеся по массе атомных ядер.

Благодаря созданию протонно-нейтронной модели ядра (т. е. примерно через два десятилетия после открытия изотопов), удалось объяснить, почему атомные ядра с одним и тем же зарядом обладают разными массами: ядра атомов изотопов содержат одинаковое число протонов, но различное число нейтронов. Поясним это на примере изотопов водорода. (флеш-анимация, кадр 7)

Использование радиоактивных изотопов ( видео - ролик)

2. Ядерные силы

Гипотеза о том, что атомные ядра состоят из протонов и нейтронов, подтверждалась многими экспериментальными фактами. Это свидетельствовало о справедливости протонно-нейтронной модели строения ядра.

Но возникал вопрос: почему ядра не распадаются на отдельные нуклоны под действием сил электростатического отталкивания между положительно заряженными протонами?

Расчеты показывают, что нуклоны не могут удерживаться вместе за счет сил притяжения гравитационной или магнитной природы, поскольку эти силы существенно меньше электростатических.

В поисках ответа на вопрос об устойчивости атомных ядер ученые предположили, что между всеми нуклонами в ядрах действуют какие-то особые силы притяжения, которые значительно превосходят электростатические силы отталкивания между протонами. Эти силы назвали ядерными.

Ядерные силы - силы взаимного притяжения , действующие между частицами, входящими в ядро.

Важнейшей особенностью ядерных сил является короткий радиус их действия. Они действуют только внутри атомного ядра, то есть на масштабах фемтометров (10^-15 м). Законы ядерных взаимодействий - это законы квантовой физики, и они носят совершенно другой характер, чем уже известные нам гравитационные взаимодействия.

Свойства ядерных сил:

1) На расстоянии между нуклонами внутри ядра порядка 1 фм и больше силы носят характер притяжения, но при сближении протонов или нейтронов на расстоянии меньше 1 фм возникают силы отталкивания. Это препятствует сжатию ядер до еще меньших размеров.

Т.е. ядерные силы - короткодействующие.

2) Экспериментально доказано, что ядерные силы между двумя протонами, двумя нейтронами и протоном и нейтроном практически одинаковы. Это свойство называют зарядовой независимостью ядерных сил.

На уровне ядерные силы происходит ядерная реакция - процесс взаимодействия атомного ядра с другим ядром или элементарной частицей, сопровождающийся изменением состава и структуры ядра и выделением вторичных частиц или γ- квантов. Для осуществления реакции необходимо, чтобы взаимодействующие частицы (ядра) сблизились на расстояние , характерное радиусу действия ядерных сил.

Ядерные реакции записываются в виде специальных формул.

Первая ядерная реакция, Резерфорд, 1919 г.(слайд)

При ядерных реакциях выполняются законы сохранения массового и зарядового числа. (флеш-анимация, кадр 10 )

3.Проверка первичного понимания и осмысления знаний.

1.Из каких частиц состоит атомное ядро?

2.Чему равно массовое число атома?

3. Что можно сказать о зарядовом числе, заряде ядра и порядковом номере в таблице Д. Н. Менделеева для любого химического элемента?

4. Какой формулой связаны между собой массовое число, зарядовое число и число нейтронов в ядре?

5.Как найти число нейтронов в ядре?

6.что такое нуклоны?

7.Что такое изотоп?

8.Как называются силы притяжения между нуклонами в ядре и каковы их характерные особенности?

9.Что такое ядерные реакции?

4.Информация о домашнем задании.

Д/з: §61,62, 64, упр. 45,46

5.Закрепление знаний.

В заданиях ГИА и ЕГЭ задания на ядерную физику обязательны. Выполните следующее задание:

1. Какая из строчек таблицы правильно отражает структуру ядра Li?