«Энергия связи. Дефект масс»

Урок по физике «Энергия связи. Дефект масс» проводится в 9 классе при изучении раздела «Строение атома и атомного ядра»; содержит тест для проверки знаний таких понятий, как «состав атомного ядра», «массовое число», «зарядовое число», «ядерные силы»; тест для закрепления знаний и подведения итогов по теме урока.

Урок (9кл)

Тема: Энергия связи. Дефект масс.

Цель:

Образовательные - обобщить, систематизировать и углубить знания учащихся

о ядерных силах и ядерных реакциях, знакомство учащихся с энергией связи

и дефектом масс.

Воспитательные – развитие навыков интеллектуальной коллективной работы;

воспитание основ нравственного сознания; пробудить у учащихся интерес

к предмету.

Развивающие – развитие мышления; умение анализировать, сравнивать,

делать логические выводы.

Форма урока: комбинированный урок.

Методы урока: словесные, наглядные.

ТСО: тесты, таблица Менделеева.

Ход урока.

1. Орг.момент: объяснение темы и цели урока, порядка работы на уроке.

2. Повторение изученного материала. Этап подготовки к активному и

сознательному усвоению материала (актуализация знаний).

А) фронтальный опрос

• Что происходит с ядром радиоактивного элемента при α – распаде?

• Приведите примеры реакции для α – распада.

• Как читается правило смещения для α – распада?

• Что происходит в ядре атома, претерпевшего β – распад? Какие частицы при этом излучаются? Что происходит с зарядом ядра и почему?

• Сформулируйте правило смещения для β – распада.

• Изменится ли массовое число ядра при β – распаде? Почему?

• Каким видом излучения часто сопровождается α – и β – распад?

• Объясните протонно – нейтронную модель строения ядра.

• Назвать свойства ядерных сил.

3. Новый материал.

1. Энергия связи.

Минимальная энергия, необходимая для расщепления ядра на отдельные нуклоны,

Называется энергией связи ядра.

Е_о = mс² - энергия покоя

m – масса системы частиц, с – скорость света в вакууме.

∆ Е_о – изменение энергии покоя, ∆m = ∆ Е_о/с² , ∆ Е_о = ∆mс² .

Вывод: масса ядра всегда меньше суммы масс нуклонов, из которых оно состоит.

2. ∆m = (Zm_p + Nm_n ) - M_я

M_я - масса ядра, Z и N – число протонов и нейтронов в ядре,

m_p и m_n - протона и нейтрона.

∆m – называется дефектом масс.

1. Закрепление. А) Решение задач.

Задача 1. Вычислите дефект масс ядра кислорода ¹⁷ ₈ О.

Дано: Решение:

¹⁷ ₈ О Дефект массы ядра равен:

m_p = 1,6724 ∙10^-27 кг . ∆m = Zm_p + ( А- Z) m_n - М_я

m_n = 1,6748 ∙10^-27 кг из символической записи элемента ¹⁷ ₈ О следует,

М_я = 28,2282 ∙10^-27 кг что А = 17 и Z =8, т.е в состав ядра кислорода

---------------------------- входит 8 протонов и 9 нейтронов: N = A- Z =17 -8=9

∆m =? Тогда выражение для дефекта масс

можно записать:

∆m = (8 ∙1,6724 + 9 ∙ 1,6748 – 28,2282) ∙ 10^-27 = 1,656 ∙10^-28 кг

Ответ: ∆m = 1,656 ∙10^-28 кг

Задача 2

Найти энергию связи изотопа лития ⁷ ₃ Li .

Дано: ⁷ ₃ Li . Решение:

m_p = 1,6724 ∙10^-27 кг Энергия связи ядра Е_св = ∆mс² , где ∆m -дефект

m_n = 1,6748 ∙10^-27 кг массы ядра: . ∆m = Zm_p + ( А- Z) m_n - М_я

М_я = 11,6475 ∙10^-27 кг Отсюда Е_св ={ Zm_p + ( А- Z) m_n - М_я }∙с²

с = 3 ∙10⁸ м/с из символической записи изотопа лития ⁷ ₃ Li ,

----------------------------- видим, что А = 7 и Z =3, т.е в ядре изотопа лития

Е_св = ? 7 нуклонов, из них 3 протона и 4 нейтрона (N =А – Z)

Подставив значения А и Z в выражение энергии связи, получим:

Е_св ={ Zm_p + ( А- Z) m_n - М_я }∙с²

Е_св ={3∙1,6724∙10^-27 + 4∙ 1,6748 ∙10^-27 - 11,6475 ∙10^-27 }∙ (3∙10⁸ )² =

5,58∙10^-13 Дж

Ответ: Е_св = 5,58∙10^-13 Дж

Б) Вопросы на закрепление

• Какие силы действуют между нуклонами в атомном ядре?

• Что называют энергией связи атомного ядра?

• Что называют дефектом массы?

• Напишите формулу дефекта массы.

• Что называют ядрами реакциями?

Итог урока

Домашнее задание: прочитать и выучить §65 Оценки за урок.

5. Самостоятельная работа

Вариант 1

А) Какой заряд имеют α – частица, β – частица?

1. α – частица - отрицательный, β – частица – положительный;

2. α –и β – частицы - положительный;

3. α – частица - положительный, β – частица – отрицательный;

Б) α – излучение – это:

1. поток электронов;

2. поток ядер атомов гелия;

3. излучение квантов энергии.

В) Какие частицы излучаются при указанном процессе распада:

^А _ZM→ ^A-4 _Z-2 M + Х

1. ядро гелия;

2. электрон;

3. ядро гелия и электрон.

Г) Тот факт, что при радиоактивных превращениях из атомов одних веществ

Образуются атомы других веществ, является доказательством того,

что радиоактивные превращения претерпевают:

1. ядра атомов;

2. электронные оболочки;

3. кристаллы.

Д) В результате β –распада новый элемент занял место в таблице Менделеева:

1. на две клетки правее;

2. электронные оболочки;

3. на одну клетку правее;

4. на одну клетку левее.

Вариант 2

А. Какой заряд имеют β – частица, γ – частица?

1. β – частица – положительный, γ – излучение – отрицательный;

2. β – частица – отрицательный, γ – излучение не имеет заряда;

3. β – частица и γ – излучение– отрицательный;

Б. β– излучение – это:

1. β– излучение квантов энергии;

2. поток ядер гелия;

3. поток электронов.

В) В результате какого радиоактивного распада натрий ²² ₁₁ Na превращается в ²² ₁₂Mg?

1. α – распада;

2. β – распада;

Г) Почему радиоактивные препараты хранят в толстостенных свинцовых контейнерах?

1. чтобы избежать опасного излучения;

2. чтобы увеличить период полураспада;

3. чтобы уменьшить явление радиоактивности.

Д) Какие частицы или излучения имеют наибольшую проникающую способность?

1. α – частицы;

2. γ – излучение;

3. β – излучение.