Урок физики по теме "Радиоактивность как свидетельство сложного строения атома". 9-й класс

Разделы: Физика


Педагогическая технология, применяемая при изучении нового материала: модульная.

Пытливый мозг не знает остановки,
В любом вопросе, выясняя суть.
Он проявляет чудеса сноровки
И к новой истине проложит новый путь.

Ход урока

I. АКТУАЛИЗАЦИЯ ЗНАНИЙ

1. Вспомните основные положения о строении вещества. Чтобы вы легко это могли сделать послушайте стихи-подсказку.

Три основных положения:
Все вещества из частиц,
Частиц непрерывно движение
(И хаос не знает границ).
Частицы покоя не знают,
Жить надо с проблемой большой:
Придвинешься ближе – толкают,
Уходишь – потянут с собой!
Взаимодействие надо
Частиц-непосед изучать.
А звать их «молекулы», «атом».
Повсюду их видно печать.

Ответы учащихся. 

2. Представления об атомах как «первоначалах» — основе веществ — появились ещё в глубокой древности. Само слово «атом» переводится как неделимый. Идеи древнегреческих учёных Левкиппа и Демокрита, живших около 2500 лет назад предстают перед нами на страницах древнеримской поэмы «О природе вещей» Тита Лукреция Кара. Прослушайте цитаты из этой поэмы и поясните, как автор объясняет существование различных веществ и вещей, используя представления об атомах, которые он называет первоначалами.

«Множество слов состоит из множества букв однородных,
Но и стихи, и слова, как ты непременно признаешь,
Разнятся между собой по смыслу и также по звуку.
Видишь, как буквы сильны лишь одним измененьем порядка.
Что же до «первоначал», то они ещё больше имеют
Средств для того, чтоб из них возникали разные вещи
.… … … … … … … … … … …
Так что мы вправе сказать, что различный состав образует
Племя людское, хлеба наливные и рощи густые…
… … … … … … … … … … … …
«Первоначала» вещей многократно свои положения в мире меняя,
От бесконечных времён постоянным толчкам подвергаясь,
Всякие виды пройдя сочетаний и разных движений,
В расположенье такое попали – что вещи в теперешнем виде.

Ответы учащихся.

Итоги:

Атом как буква, молекула – слово
Мы повторим это снова и снова.

3. Новые задачи поставили перед собой в средние века алхимики. Они хотели изменить не молекулы (слова), что происходит во время химических реакций, а сами атомы (буквы). В частности они хотели получать золото из других металлов, то есть из одних химических элементов другие. Но всё не так просто и с помощью обычных химических реакций этого сделать нельзя. А что интересного и поучительного мы могли бы рассказать алхимикам об атомах? Какие факты и явления мы смогли бы привести в качестве доказательств, подтверждающих сложное строение атома? Стихи - подсказки:

Расчесался – волос дыбом!
Снимешь свитер – треск всегда.
Электронам точно рыбам
Проскользнуть бы хоть куда.

Ток в металле – электроны.
Юрко минусы бегут.
Домоседы же, ионы,
«Плюс», колеблясь, берегут:
«Может бросить своё место?
Может тоже убежать?»
Жизнь как будто под арестом.
Что ещё иону ждать?

Электролиз: из растворов
Разделяем влево – вправо
«Минус», «плюс» (без разговоров).
На ионы есть управа!

Развёрнутые ответы учащихся:

  1. Электризация тел.
  2. Электрический ток в металлах.
  3. Явление электролиза [2].

II. ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

МОДУЛЬ 1. «Постановка целей»

Сегодня на уроке вы самостоятельно узнаете о том, в чём заключается явление радиоактивности, доказывающего сложность состава атомного ядра.

Ваша цель на уроке:

  1. Узнать, в чём заключается явление радиоактивности и выучить определение «радиоактивность».
  2. Выучить имена учёных, проводивших исследования в данной области. Если в конце урока у вас останется время, можно прочитать «Материал для дополнительного чтения».
  3. Прочитать об опытах по обнаружению сложного состава радиоактивного излучения.
  4. Внимательно прочитав текст, установить природу α-, β-, γ- частиц (или лучей). Сравнить их проникающую способность. С помощью правила левой руки установить направление отклонения α- и β- частиц в магнитном поле.
  5. Узнать, могут ли влиять на интенсивность излучения: нагревание, изменение давления, химические реакции, в которые вступает данный радиоактивный химический элемент?

МОДУЛЬ 2. «Самостоятельное изучение нового материала».

Внимательно прочитайте §65 и дополнительный материал.

23 ноября 1896 года Беккерель сообщил о свойстве урана испускать невидимые лучи вне зависимости от его химического или физического состояния. Они способны ионизировать воздух и разряжать заряженный электроскоп. На протяжении суток и месяцев интенсивность излучения не менялась. На неё не влияли ни нагревание, ни увеличение давления, ни химические реакции в которые вступал химический элемент. Явление радиоактивности сопровождается выделением энергии.

Наименьшей проникающей способностью обладают α- частицы (ядра атомов гелия, состоящие из двух протонов и двух нейтронов). Их задерживает слой бумаги толщиной около 0,1 мм. β- частицы задерживает алюминиевая пластина толщиной в несколько мм. Эти частицы оказались электронами, движущимися со скоростями близкими к скорости света. Они сильнее отклоняются в магнитном и электрическом полях, так как их масса намного меньше, чем у α- частиц (а заряд меньше только вдвое). Наибольшей проникающей способностью обладают γ- лучи. Это электромагнитные волны с длиной волны от 10-8 см до 10-11 см. Они по своим свойствам напоминают рентгеновские лучи. Слой свинца толщиной 1 см не является для них непреодолимой преградой. Скорость распространения γ- лучей такая же как у всех электромагнитных волн – 300 000км/с [3,4].

МОДУЛЬ 3. «Закрепление изученного»

Сделайте в тетради записи:

п.65.

  1. Радиоактивностью называется…, с.226. Это явление свидетельствует о том, что …
  2. Учёные: …
  3. Три вида излучения и их проникающая способность (с.227-228 и дополнительный материал):
    α-частицы – это … Не проходят …
    β-частицы – это … …
    γ-частицы (γ-лучи, γ-кванты) – это … …
  4. На интенсивность излучения нагревание, изменение давления, химические реакции, в которые вступает данный радиоактивный химический элемент…(не влияют, влияют?)

МОДУЛЬ 4. «Экспертный контроль: закрепление изученного и связь с предыдущим материалом».

ОТВЕТЬТЕ НА ВОПРОСЫ НА ОТДЕЛЬНОМ ЛИСТКЕ и в конце урока сдайте учителю.

ПРИМЕЧАНИЕ:

Если вы затруднитесь с каким-либо ответом, посмотрите указания к решениям, помещенные после вопросов.

  1. Сделайте упрощённый рисунок 167 б. Отметьте на чертеже линии магнитной индукции, направление скорости движения α-частицы. Определите по правилу левой руки направление силы, действующей на эту частицу со стороны магнитного поля. Начертите вектор силы и подпишите его. По такому же плану определите направление силы, действующей на β-частицу.
  2. Почему β-частица отклонилась в противоположную сторону по сравнению с α-частицей?
  3. Почему β-частица отклонилась сильнее по сравнению с α-частицей?
  4. Почему γ-лучи не отклоняются магнитным полем?
  5. Как выглядел бы результат опытов, если сосуд с радиоактивным препаратом поместить не в магнитное поле, а в электрическое? Сделайте примерный рисунок эксперимента, считая, что сосуд помещён между двух пластин, одна из которых заряжена положительно, а другая – отрицательно.

УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЯМ 

  1. Повторите правило левой руки, с. 153. Обратите внимание на знак заряда каждой частицы.
  2. См. с.227, абзац: «Потом опыт изменяли …»
  3. Прочитайте снова, что представляют собой β-частицы и α-частицы (с. 227 снизу или дополнительный материал). Сравните их массы.
  4. Прочитайте снова, что представляют собой γ-лучи, с. 228 и с. 227 конец абзаца: «Потом опыт изменяли …».
  5. Делая чертёж, похожий на рисунок в п.1, также как в п.2 и 3 учитывайте знак электрического заряда частиц и их массы.

Материал для дополнительного чтения 

Открытие радиоактивности

Каждый из нас сталкивался с фосфоресценцией – свечением в темноте ёлочных украшений, наклеек и проч. после воздействия на них света. Беккерель проводил подобные опыты с солями урана. Но однажды в конце февраля 1896 погода была пасмурной, и учёный убрал фотопластинку, завёрнутую в чёрную бумагу, положив сверху медный крест, покрытый солью урана. 1 марта оказалось солнечным, но прежде чем продолжить опыты Беккерель проявил пластинку, пролежавшую в темноте несколько дней. Результат был поразительный! Соли урана без всякого предварительного освещения испускали невидимые глазом лучи, действующие на фотопластинку и проходящие через непрозрачный слой. 2 марта Беккерель сообщил о своём открытии. Так была открыта радиоактивность [3,4].

Само название «радиоактивность» было дано супругами Марией Склодовской-Кюри и Пьером Кюри, которые работали во Франции. Они выделили новые радиоактивные химические элементы полоний и радий. Полоний назван в честь Польши − родины Марии Склодовской-Кюри.

α- и β-лучи выделил Э. Резерфорд (1899 г.), а γ-лучи П. Виклард (1900г.).

III. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

§65, вопросы; повторить правило левой руки: § 45, упр.36 (4,5).

Литература:

  1. Перышкин А. В., Гутник Е. М. Физика - 9. –М.: Дрофа, 2008.
  2. Гутник Е. М., Шаронина Е. В., Доронина Э. И. Физика. 9 кл.: Тематическое и поурочное планирование к учебнику А. В. Перышкина, Е. М. Гутник «Физика. 9 класс». – М.: Дрофа, 2008.
  3. Волков В. А. Поурочные разработки по физике к учебным комплектам С. В. Громова и А. В. Перышкина: 9 кл. – М.: ВАКО, 2007.
  4. Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б. Чаругин В. М. Физика - 11. – М.: Просвещение, 2011.

ПРИМЕЧАНИЯ: 

Весь раздел «Изучение нового материала» данной разработки можно распечатать на одной странице как раздаточный материал для учащихся, если уменьшить шрифт и немного уменьшить поля. «Материал для дополнительного чтения» распечатывается на отдельных листах.

В зависимости от класса и для экономии времени первый пункт «Актуализация знаний» можно сократить, тем более что этот материал пригодится при изучении других разделов физики.

19.07.2014