Состав атомного ядра. Ядерные силы - СТРОЕНИЕ АТОМА И АТОМНОГО ЯДРА. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ АТОМНЫХ ЯДЕР

Цель урока. Закрепить знания учащихся о строении ядра атома; изучить физический смысл понятий массового и зарядового чисел; ввести физические понятия “изотопы”, “ядерные силы”.

Демонстрации. Таблицы: “Модели строения атома”, “Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева”.

Содержание опроса. 1. Из каких частиц состоит ядро атома любого химического элемента? 2. В чем заключалась гипотеза, выдвинутая Э. Резерфордом в 1913 г.? 3. Какой опыт подтвердил справедливость этой гипотезы? 4. В чем заключалось возникшее противоречие, если считать, что атомные ядра состоят только из протонов? 5. Когда и кем был открыт нейтрон? 6. Запишите символы, которыми обозначаются протон и нейтрон.

Содержание нового материала. Протонно-нейтронная модель ядра. Физический смысл массового и зарядового чисел. Особенности ядерных сил. Изотопы.

Закрепление материала. Вопросы после § 56. Решение задач 1—3 из упражнения 48, задач 2037, 2038, 2039 из Сборника.

Домашнее задание. § 56. Упражнение 48 (4—6).

Планируемые результаты обучения

Метапредметные: овладеть навыками самостоятельного приобретения знаний о строении ядра атома, об изотопах; овладеть регулятивными УУД на примерах выдвижения гипотезы о существовании ядерных сил; уметь выражать свои мысли и высказывать предположения.

Личностные: сформировать познавательный интерес к изучению строения атомного ядра, разновидностей атомов — изотопам, ядерных сил и их свойств; убежденность в возможности познания микромира; ценностное отношение друг к другу, к учителю, к результатам обучения.

Общие предметные: развивать теоретическое мышление на основе умений анализировать опытные факты, подтверждающие протонно-нейтронную модель строения ядра; отыскивать и формулировать доказательства выдвинутой учеными гипотезы о существовании ядерных сил; знать природу ядерных сил; кратко и четко отвечать на вопросы после параграфа.

Частные предметные: объяснять физический смысл понятий: массовое и зарядовое числа; понимать, чем различаются ядра изотопов.

Методические замечания

Изучение материала этого параграфа можно начать с повторения характеристик протона и нейтрона, обращаясь к таблице “Модели строения атома”. Затем сказать учащимся, что в 1932 г. советский физик Дмитрий Дмитриевич Иваненко и немецкий физик Вернер Гейзенберг предложили протонно-нейтронную модель строения ядра атома, справедливость которой была впоследствии подтверждена экспериментально. Протоны и нейтроны называются нуклонами. Используя этот термин, можно сказать, что атомные ядра состоят из нуклонов.

Дать новое определение массового числа: общее число нуклонов в ядре называется массовым числом и обозначается буквой А. Пользуясь таблицей Д. И. Менделеева, рассмотреть несколько примеров массовых чисел: для азота, железа, урана. Обратить внимание учащихся, что массовое число А численно равно массе ядра атома, выраженной в атомных единицах массы и округленной до целых чисел.

Дать новое определение зарядового числа: число протонов в ядре. Обозначается буквой Z. Пользуясь таблицей Д. И. Менделеева, рассмотреть атомы азота, железа, урана и записать зарядовые числа для каждого из них. Следует обратить внимание учащихся на то, что зарядовое число Z численно равно заряду ядра атома, выраженному в элементарных электрических зарядах. Для каждого химического элемента зарядовое число равно атомному (порядковому) номеру в таблице Д. И. Менделеева.

Указать, что число нейтронов в ядре атома обычно обозначают буквой N. Записать на доске формулу: А = Z + N.

Обратить внимание учащихся, что в ходе изучения свойств радиоактивных элементов было обнаружено, что у одного и того же химического элемента встречаются атомы с разными по массе ядрами. Одинаковый заряд ядер свидетельствует о том, что они имеют один и тот же порядковый номер в таблице Д. И. Менделеева. Затем ввести понятие изотопов и рассмотреть примеры изотопов водорода: протий, дейтерий и тритий.

Применяя на данном уроке здоровьесберегающие технологии, в качестве дополнительного материала по теме “Изотопы” можно предложить учащимся следующее. Все химические элементы имеют изотопы, в том числе радиоактивные: полоний, висмут, цезий, мышьяк, свинец, обнаруженные в табачном дыму. Радиоактивные вещества табачного дыма избирательно накапливаются в легочной ткани, костном мозге, лимфатических узлах, эндокринных железах. Одни задерживаются там на долгие месяцы и годы, и чем больше стаж курильщика, тем больше накапливается радиоизотопов. Табачные радиоизотопы полоний-210 и свинец-210 — главная причина раковых заболеваний. Сигареты с фильтром радиоактивные изотопы не задерживают.

Перед введением понятия ядерных сил задать учащимся вопросы: “Чем объяснить устойчивость атомов?” и “Чем объяснить устойчивость атомных ядер?”. Обсудив ответы учащихся, выдвинуть гипотезу ученых: между всеми нуклонами в ядрах действуют какие-то особые силы притяжения, которые значительно превосходят электростатические силы отталкивания между протонами. Эти силы назвали ядерными. Обсудить с учащимися радиус действия ядерных сил и предложить подумать над вопросами: “Почему ядерные силы называют “богатырь с короткими руками”?” и “Действуют ли между нуклонами в ядре атома силы всемирного тяготения?”.