Ядерные реакции

Разделы: Физика, Конкурс «Презентация к уроку»


Цель урока: ознакомиться с особенностями ядерных реакций, научиться рассчитывать энергетический выход ядерных реакций.

Оборудование: проектор, компьютер.

Ход урока

1. Актуализация знаний.

Сегодня на уроке мы познакомимся с двумя лауреатами Нобелевской премии и реакциями, способными “перевернуть” весь мир.

2. Повторение ранее изученного материала, проверка выполнения домашнего задания (слайды 3-6)

  1. Расчёт энергии связи с помощью графика (тест)
  2. Расчёт энергии связи через дефект масс (тест)
  3. Проверка решения домашней задачи “Расчёт энергии связи через массу покоя ядра”: Определите энергию связи и удельную энергию связи в ядре атома ртути 200. Масса покоя ядра 200,028 а.е.м.

3. Изучение нового материала

Слайд 7. Ядра различных атомов состоят из различного количества протонов и нейтронов, имеют разную массу, размер, заряд, энергию связи. Добавляя или удаляя нуклоны, можно получить другое ядро, но самопроизвольные ядерные превращения (радиоактивность) были открыты в конце 19 века, а искусственные ядерные реакции осуществлены только в 20 веке. Это объясняется очень высокой устойчивостью ядер (большой энергией связи).

Ядерная реакция – это процесс, в котором изменяется состав атомных ядер при взаимодействии ядер друг с другом или с элементарными частицами.

Первая ядерная реакция осуществлена Э.Резерфордом в 1919 г.

Слайд 8. При осуществлении искусственных превращений атомных ядер возможно получение радиоактивных изотопов, не встречающихся в природе. Это явление было открыто Ирен и Фредериком Жолио-Кюри в 1934 году и названо искусственной радиоактивностью.

Слайд 9. Среди ядерных реакций необходимо выделить два вида, имеющих особое значение - реакции деления ядер тяжёлых элементов – тяжёлые ядра делятся на более лёгкие и реакции ядерного синтеза – лёгкие ядра объединяются, образуя более тяжёлые ядра.

Слайд10. Для всех ядерных реакций справедливы следующие особенности:

  1. Взаимодействующие ядра или частица и ядро должны вплотную приблизиться друг к другу (попасть в зону действия ядерных сил).
  2. Выполняется закон сохранения заряда.
  3. Выполняется закон сохранения массового числа.
  4. Выполняется закон сохранения импульса, момента импульса.
  5. Выполняется закон сохранения энергии (изменение кинетической энергии равно изменению энергии покоя участвующих в реакции ядер и частиц).
  6. Сопровождаются энергетическими превращениями.

Слайд 11. Ядерная реакция, как правило, сопровождается испусканием частиц или гамма-квантов, поэтому энергия, выделившаяся в результате ядерной реакции, может быть в виде энергии испускаемого гамма-кванта или кинетической энергии осколков.

Слайд 12. Ядерные реакции бывают двух типов: с выделением и поглощением энергии. Для того чтобы реакция второго типа произошла, требуется затратить энергию.

Энергетический выход ядерной реакции? это разность энергий покоя ядер и частиц, вступивших в реакцию, и энергий покоя ядер и частиц, возникших в результате реакции.

Слайд 13. При ядерной реакции энергия выделяется, если:

  • Суммарная энергия образовавшихся частиц меньше суммарной энергии частиц, вступивших в реакцию (выделившаяся энергия равна их разности)
  • Суммарная масса покоя образовавшихся частиц меньше суммарной массы покоя частиц, вступивших в реакцию
  • Кинетическая энергия продуктов реакции больше кинетической энергии частиц, вступивших в реакцию
  • Удельная энергия связи продуктов реакции больше удельной энергии связи частиц, вступивших в реакцию

Слайд 14. (просмотр анимации “Механизм ядерных реакций по Бору”)

Слайды 15-18. При решении задач могут быть реализованы следующие подходы: решение задач в системе СИ и через эквивалентную энергию (решение задач)

Слайд 14. Первичный контроль знаний (слайд 19)

Домашнее задание: параграф 106, упр 14(7) (слайд 20)