Экспериментальные методы исследования частиц. Измерение естественного радиационного фона дозиметром - СТРОЕНИЕ АТОМА И АТОМНОГО ЯДРА. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ АТОМНЫХ ЯДЕР

Цель урока. Закрепить знания учащихся о явлении радиоактивности; познакомить учащихся с экспериментальными методами исследования частиц, изучить устройство и принцип действия счетчика Гейгера, камеры Вильсона, пузырьковой камеры; научить измерять мощность дозы радиоактивного фона бытовым дозиметром “Сосна”.

Демонстрации. Дозиметр “Сосна”.

Содержание опроса. 1. Что происходит с радиоактивными химическими элементами при их альфа- и бета-распадах? 2. Какая часть атома — ядро или электронная оболочка — претерпевает изменения при радиоактивном распаде? 3. Чему равно массовое число; зарядовое число? 4. На примере альфа-распада радия объясните, в чем заключаются законы сохранения заряда (зарядового числа) и массового числа. 5. Какой вывод следовал из открытия, сделанного Э. Резерфордом и Ф. Содди? 6. Что такое радиоактивность?

Содержание нового материала. Назначение, устройство и принцип действия счетчика Гейгера и камеры Вильсона. Выполнение лабораторной работы № 6 “Измерение естественного радиационного фона дозиметром”.

Закрепление материала. Вопросы после § 54. Решение задачи 2064 из Сборника.

Домашнее задание. § 54.

Планируемые результаты обучения

Метапредметные: овладеть навыками самостоятельного приобретения знаний об экспериментальных методах исследования частиц, познавательными УУД при выполнении эксперимента, постановки целей, планирования, самоконтроля и оценки результатов своей деятельности при измерении мощности дозы радиоактивного фона бытовым дозиметром “Сосна”.

Личностные: сформировать познавательный интерес и творческую инициативу, самостоятельность в приобретении новых знаний и практических умений по изучению экспериментальных методов исследования частиц, ценностное отношение друг к другу, к учителю, к результатам обучения; уметь использовать экспериментальный метод исследования, самостоятельно принимать решения, обосновывать и оценивать результаты своих действий, проявлять инициативу; работать в группе.

Общие предметные: пользоваться методами научного познания, планировать и проводить эксперименты по исследованию частиц (на примере бытового дозиметра “Сосна”); объяснять полученные результаты, делать выводы.

Частные предметные: измерять мощность радиационного фона дозиметром; сравнивать полученный результат с наибольшим допустимым для человека значением; применять полученные знания в повседневной жизни.

Методические замечания

Изложение нового материала можно начать с постановки вопроса: “Какой метод регистрации частиц вам известен?” или “Каким методом регистрации частиц пользовался Э. Резерфорд в опытах по рассеянию альфа-частиц?”. Затем обратить внимание учащихся, что названный ими метод сцинтилляций не дает необходимой точности, так как результат подсчета вспышек на экране в большой степени зависит от остроты зрения наблюдателя, да и глаз быстро устает. Более совершенным прибором для регистрации частиц является счетчик Гейгера, изобретенный в 1908 г. немецким физиком Гансом Гейгером. Для изучения назначения, устройства и принципа действия счетчика Гейгера можно обратиться к рисунку 159 учебника или диску-приложению к электронной доске “Электродинамика”. Обратить внимание учащихся, что счетчик Гейгера применяется в основном для регистрации электронов (их автоматического счета) и для регистрации гамма-квантов.

Гораздо большие возможности для изучения микромира дает камера Вильсона. Этот прибор изобретен шотландским физиком Чарлзом Вильсоном в 1912 г. Для изучения назначения, устройства и принципа действия камеры Вильсона можно обратиться к рисунку 160 учебника или диску-приложению к электронной доске “Электродинамика”. Обратить внимание учащихся, что с помощью камеры Вильсона был сделан ряд важнейших открытий в области ядерной физики и физики элементарных частиц. Одной из разновидностей камеры Вильсона является пузырьковая камера, изобретенная в 1952 г. Она действует примерно по тому же принципу, что и камера Вильсона, но вместо пересыщенного пара в ней используется перегретая выше точки кипения жидкость (например, жидкий водород). При движении в этой жидкости заряженной частицы вдоль ее траектории образуется ряд пузырьков пара. Пузырьковая камера обладает большим быстродействием по сравнению с камерой Вильсона.

В начале выполнения лабораторной работы познакомить учащихся с правилами по технике безопасности, расписаться в журнале по ТБ. Учащиеся должны прочитать в учебнике “Толкование используемых терминов” на с. 306 учебника самостоятельно. Затем ответить на вопросы учителя: 1. Что такое фон радиоактивный; ионизирующее излучение; космические лучи? 2. Какова мощность дозы радиоактивного фона, регистрируемая бытовым дозиметром “Сосна”?

Прочитав указания к работе, учащиеся приступают к ее выполнению вместе с учителем. Записывают показания прибора, оценивают их, сравнивают полученный результат с наибольшим допустимым для человека значением, записывают вывод в тетрадь.