Открытый урок по теме: Естественная радиоактивность

Учитель физики Жансултанова Н.Р.
ОСШ №3 им. Абая
г. Талгар
Алматинская область
«...нельзя допустить, чтобы люди направляли
на свое уничтожение те силы природы, которые
они сумели открыть и покорить»
Ирен Жолио –Кюри
Предмет: ФИЗИКА Класс: 11
Тема урока: Естественная радиоактивность.Цель урока:  ввести и закрепить понятия естественной радиоактивности, альфа-, бета-, гамма-излучения; изучить правило смещения, уметь применять знания при решении задач.
Задачи урока:
а) образовательные задачи - объяснить и закрепить новый материал, познакомить с историей открытия явления радиоактивности;
б) развивающие задачи - способствовать развитию мыслительных навыков, познавательной деятельности, критического мышления, сформулировать проблему, наметить пути ее решения, сделать выводы.
в) воспитательные задачи - способствовать расширению кругозора, формированию положительного интереса к предмету, добросовестного отношения к выполнению заданий, навыков работы в команде.
Тип урока: комбинированный 
Методы урока: репродуктивный, частично-поисковый, cочетание словесного и наглядного, работа с учебной литературой, использование компьютерной технологии.
Оборудование урока:
1. Демонстрационные таблицы «Строение атомного ядра», «Радиоактивные превращения»
2. Мультимедийная презентация «Радиоактивность»
3. Тестовые задания
Ход урока
I.Орг. момент: Приветствие, проверка посещения.
Перед уроком каждому учащемуся выдается листок с «ключевыми словами», карточка с распечатанным ходом урока и карточка с задачами для выполнения самостоятельной работы, периодическая таблица Д.И.Менделеева.
II.Актуализация знаний. Попробуйте вспомнить то, что вы изучали по данной теме раньше на уроках физики. В качестве опоры используйте “ключевые слова”.
Обменяйтесь информацией с соседом, обменяйтесь мнениями в группах.
«Ключевые слова»: атом, Томсон, Резерфорд, ядро, протон, нейтрон, кулоновские силы, гравитационные силы, ядерные силы, дефект массы, энергия связи ядра, удельная энергия связи, изотопы, изобары. (Слайд №1)
1.Какие открытия предшествовали открытию радиоактивности? Какими лучами пользовался Резерфорд для доказательства строения атома?
2. Как был открыт протон, нейтрон?
3. Что представляет собой протонно-нейтронная модель атома?
3.Какие силы удерживают нуклоны в ядре? Приведите примеры изотопов и изобар?
4. Каковы главные особенности ядерных сил?
5.Что называется дефектом массы?
6. Запишите формулу энергии связи ядра, удельной энергии связи?
7. Решение задач у доски на дефект массы, энергии связи ядра.
1.Вычислите дефект массы ядра кислорода-17?
2.Найти энергию связи ядра изотопа лития -7? III. Постановка проблемы.
1.Откуда же берется энергия при радиоактивных превращениях?IV. Объяснение новой темы. Работа с учебником. Учащиеся читают материал, при этом используют таблицу: Знаю, узнал, хочу узнать.
1. Как все это начиналось?
- Парадокс великих открытий, изменивших физическую картину мира в их мнимой случайности даже для самого ученого. Так было и с немецким физиком Рентгеном, который изучал электрический разряд в вакуумной трубке, изучал явления зримые и броские, а в результате открыл невидимые, загадочные лучи, они были способны проходить через различные предметы, засвечивать, казалось, надежно защищенную фотопластинку, проходить через живую материю. Какова их природа мне совершенно не ясна, скажет ученый и назовет их х-лучами.
2.Существуют ли другие источники подобного излучения?
- Французский ученый Анри Беккерель предположил, что х-лучи испускаются люминофорами под действием солнечного света. Он начинает опыты с одним из этих веществ - солью урана. Выдержав их на солнце, кладет соль урана на фотопластинку, завернутую в светонепроницаемую бумагу. После проявки пластинка оказывается засвеченным. Вскоре ученый к своему удивлению обнаруживает, что соль урана сохраняет ту же способность и без солнца. Значит не оно возбудитель загадочного излучения. Видимо это происходит самопроизвольно и постоянно, решает Беккерель. Дальнейшие исследования показали, что поведение х-лучей вообще не зависит от внешних факторов. Опыты в магнитном поле позволят ученому обнаружить, что лучи Бекккереля по своему составу сложнее Рентгеновских.
3.Какие еще радиоактивные элементы были открыты?
Объяснению загадки природы этих излучений посвятили свою жизнь Мария и Пьер Кюри. Два года напряженной работы и вот лучи Беккереля обнаружили не только у урана, но и у тория. После долгой кропотливой работы открыт новый элемент, в честь Родины Марии, они назвали его полонием 209Po. Но интуиция заставляет ученых продолжать поиск. Переработав 8 тонн руды, они выделяют дециграмм вещества, излучение которого в 2000000 раз интенсивнее, чем у урана. Супруги назвали его радий 26Ra - излучающий, так возник термин радиоактивность. Они были уверены, что разгадка радиоактивности в свойствах самих атомов.
4. Откуда берётся энергия?
Оказывается, атомные ядра радиоактивного вещества способны к самопроизвольному распаду. Э. Резерфорд выдвинул предположение, что превращения претерпевают сами ядра. Явление самопроизвольного превращения неустойчивых ядер в устойчивые, сопровождающееся испусканием альфа, бета частици и гамма-лучей называется радиоактивностью.
При этом взамен первоначального ядра образуются более легкие ядра. Разность масс материнского и дочернего ядер обеспечивает громадный выход энергии. (Слайд №2, 3,4) Е = м.с2
5. Какие виды излучений вы знаете? По видам радиоактивных излучений выделяются виды радиоактивных распадов: альфа, бетта, гамма - излучения. 
На экране появляется надпись: Альфа - распад. Альфа - распад – это превращение атомных ядер, при котором испускается тяжелый положительно заряженный атом гелия. Записывается уравнение альфа - распада с объяснениями преподавателя. 

На экране заголовок: бета - распад. Бета - распад – это превращение атомных ядер, при котором испускается легкий отрицательно заряженный электрон. Записывается уравнение бета - распада с объяснениями преподавателя. 
На экране заголовок: Гамма - распад. Гамма - лучи – это жесткое электромагнитное излучение. При гамма - распаде ядро химического элемента испускает электромагнитную волну и при этом химический элемент не изменяется. Гамма - распад – это превращение атомных ядер, при котором испускается жесткое электромагнитное излучение. При этом заряд ядра не изменяется, масса ядра изменяется ничтожно мало.  (Слайд №5,6,7)
V.Закрепление Перед уроком каждому учащемуся выдаётся карточка с распечатанным ходом урока и карточка для выполнения самостоятельной работы. Таблица химических элементов Д.И.Менделеева.
1. Написать реакцию, при которой изотоп тория претерпевает последовательно два альфа - распада и один бета - распад.  2.Возвратимся к вопросу, поставленному в начале урока: откуда берется энергия при радиоактивных превращениях?
Радиоактивность сопровождается выделением энергии. Атомные ядра
радиоактивного вещества способны к самопроизвольному распаду. При этом
взамен первоначального ядра образуются более легкие ядра. Разность масс
материнского и дочернего ядер обеспечивает громадный выход энергии.
3.В чем особенность радиоактивного излучения?
Постоянство излучения. На протяжении суток, месяцев и лет интенсивность излучения заметно не менялась. На него не оказывали никакого влияния такие обычные воздействия, как нагревание или увеличение давления. Химические реакции, в которые вступали радиоактивные вещества, также не влияли на интенсивность излучения.
4. Дайте определение альфа - распаду? бета - распаду? гамма - распаду? 
VI. Самостоятельная работа. Рассматриваются задания № 1, 2. на α-, β- распады. Два ученика у доски выполняют эти задания с последующими комментариями. При выполнении заданий показывается краткая запись нескольких α- и β- распадов.1. В какое ядро превращается торий-234 при трех последовательных α-распадах?2. Какое ядро образуется из радиоактивного изотопа сурьмы-133 после четырех β-распадов? В тетрадях: Напишите реакции следующих распадов:1. α-распад урана-238.
2. β-распад свинца-209.3. В какой элемент превращается уран-239 после двух β-распадов и одного α- распада?
4. В какой элемент превращается изотоп тория-232 после 2 α-распадов и 4 β-распадов?
Тестовые задания
Учащиеся выполняют самостоятельную работу на предложенной распечатке с записью условия. (Приложение №1) Учащиеся сдают выполненные работы.VII. Обобщение полученных знаний; постановка проблемы к следующему уроку.
Ребята вы знаете, что выделяющаяся ядерная энергия таит в себе огромную силу. Эта сила может работать не только во благо человечества, но и нести зло. Впервые о пользе ядерной энергии для человечества и возможных трагических последствиях неправильного обращения с ней говорили и предупреждали такие великие и уважаемые ученые, как Эрнест Резерфорд, Мария и Пьер Кюри, Нильс Бор, Альберт Эйнштейн .Сейчас мы с вами создадим небольшой проект, который нам поможет выяснить, что такое радиоактивность – благо, и что такое радиоактивность – зло. Вы можете советоваться друг с другом. Медицина, ядерное оружие, АЭС, Семипалатинский полигон, атомный ледокол, ядерные отходы, сельское хозяйство, Хиросима и Нагасаки, атомные подводные лодки, Фукусима, водные суда с ядерными реакторами, энергетика, техника, не безопасность АЭС, космос, открытие новых элементарных частиц…Ядерная реакция управляема!
Существует такое международное агенство, задача которого следить за
безопасным использованием атомной энергии - МАГАТЕ.
На следующем уроке мы выведем закон по которому происходит убыль числа распадающихся ядер и выясним как используется явление радиоактивности для измерения времени в геологии и археологии.VIII.Итог урока: выставление оценок с комментариями. Оценки за самостоятельную работу в тетрадях комментируются на следующем уроке. 
Домашнее задание. П. 8.4 задача: составить и решить задачи на альфа, бета и гамма - распады. 


Приложение №1
Тест по теме: «Радиоактивные превращения»
Вариант №1
1.Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Между каким парами частиц внутри ядра действуют ядерные силы притяжения?
протон-протон
протон-нейтрон
нейтрон-нейтрон
А) только 1. Б) только 2. В) только 3. Г) 1 и 2 . Д) 1 и 3. Е) 2 и 3
Ж) действуют во всех трех парах, 1,2 и 3
2. Из атомного ядра в результате самопроизвольного превращения вылетело ядро атома гелия. Какой это вид радиоактивного распада?
А) альфа-распад. Б) бета-распад. В) гамма-излучение. Г) протонный распад
Д) двухпротонный распад
3. Атомное ядро висмута в результате ряда радиоактивных превращений превратилось в ядро свинца . Какие виды радиоактивных превращений оно испытало?
4. Определите второй продукт х ядерной реакции:
+ + х ?Вариант №2
1. Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Между какими парами частиц внутри ядра не действуют ядерные силы притяжения?
протон-протон
протон-нейтрон
нейтрон-нейтрон
А) только 1. Б) только 2. В) только 3. Г) 1 и 2 . Д) 1 и 3. Е) 2 и 3 Ж) действуют во всех трех парах, 1,2 и 3
2. Какие частицы освобождаются из атомного ядра при альфа-распаде?
А) электрон. Б) позитрон В) электрон и антинейтрино Г) позитрон и нейтрино Д) ядро атома гелия Е) протон Ж) нейтрон
3. Атомное ядро полония в результате ряда радиоактивных превращений превратилось в ядро висмута . Какие виды радиоактивных превращений оно испытало?
4. Определите второй продукт х ядерной реакции:
+ n + х ?