Строение атомного ядра - СТРОЕНИЕ АТОМА И АТОМНОГО ЯДРА. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ АТОМНЫХ ЯДЕР - Поурочные разработки по программе А. В. Перышкина

Цели урока:

Познакомить учащихся со строением атомного ядра.

Ход урока

I. Проверка домашнего задания, повторение

- Расскажите об устройстве и принципе действия счетчика Гейгера.

- Для регистрации каких частиц применяется счетчик Гейгера?

- Расскажите об устройстве и принципе действия камеры Вильсона.

- Какие характеристики частиц можно определить с помощью камеры Вильсона, помещенной в магнитное поле?

- В чем преимущество пузырьковой камеры перед камерой Вильсона? Чем отличаются эти приборы?

II. Новый материал

В 1911 г. в результате исследований, проведенных Резерфордом по рассеянию α-частиц при прохождении через вещество, был открыт протон (ядро атома водорода), который обладает положительным электрическим зарядом, равным модулю заряда электрона.

Заряд ядра атома

Английский физик Г. Мозли в 1913 г. предсказал, что заряд ядра атома q_Я = Ze, где е - элементарный электрический заряд; Z - порядковый номер элемента в таблице Менделеева, определяет число электронов в атоме. Химические свойства зависят только от зарядового числа.

Немецкие ученые В. Боте и Г. Беккер, изучая реакции (1930 г.), происходящие при облучении бериллия а -частицами, обнаружили новое излучение, обладающее очень большой проникающей способностью.

В 1932 г. английский физик Дж. Чэдвик выдвинул гипотезу: бериллиевые лучи состоят из нейтральных частиц, масса которых близка к массе протона. Их назвали нейтронами. Дальнейшие исследования показали, что нейтрон - нестабильная частица: свободный нейтрон за время 15 мин. распадается на протон, электрон и нейтрино - частицу, лишенную массы покоя. Масса нейтрона m_n = 1838,6 электронных масс, масса протона – m_p = 1836,1 электронных масс, m_n больше m_p приблизительно на 2,5 массы электрона. После открытия нейтрона ¹₀n физики Д. Д. Иваненко и В. Г. Гейзенберг выдвинули гипотезу о протонно-нейтронном строении ядра. По этой гипотезе число протонов в ядре Z, чисто нейтронов N, массовое число — это суммарное число нуклонов в ядре - А:

Изотопы

В 1911 г. Ф. Содди предложил, что ядра с одинаковым числом протонов, но различным числом нейтронов являются ядрами одного и того же химического элемента. Такие ядра он назвал изотопами. Изотоп имеют одинаковые химические свойства, что обусловлено одинаковым электрическим зарядом ядра, но разные физические свойства, обусловленные массой. Блестящее подтверждение - физический прибор масс-спектрометр.

Например, изотопы урана: ²³⁵₉₂U, ²³⁸₉₂U; изотопы водорода: ¹₁H, ²₁H, ³₁H.

III. Вопросы и упражнения на закрепление

- Как иначе называется и каким символом обозначается ядро атома водорода?

- Каковы его масса и заряд?

- Как впервые было выдвинуто предположение о существовании электрически нейтральных частиц с массой приблизительно равной массе протона?

- Кто и когда первый доказал, что бериллиевое излучение представляет собой поток нейтронов?

- Как было доказано отсутствие электрического заряда у нейтронов? Как он обозначается?

Задачи

1. Ядром какого элемента является протон?

2. Сколько процентов составляет разность в массах покоя протона и нейтрона по отношению к массе покоя протона?

3. Сколько нуклонов содержат ядра лития ⁶₃Li, меди ⁶⁴₂₉Сu, серебра ¹⁰⁸₄₇Ag, свинца ²⁰⁷₈₂Pb?

4. Определите нуклоновый состав ядер гелия ⁴₂Не кислорода ¹⁶₈O, селена ⁷⁹₃₄Se, ртути ²⁰⁰₈₀Hg , радия ²²⁶₈₈Ra, урана ²³⁵₉₂U.

5. Доля каких нуклонов в ядрах элементов возрастает с увеличением зарядового числа?

6. Назовите химический элемент, в атомном ядре которого содержатся нуклоны:

а) 7р + 7n;

б) 18р + 22n;

в) 33р + 42n;

г) 84р + 126n.

Домашнее задание

1. Выучить § 59, 60, 61;

2. Упражнение 45.