选修3-519章学案

19.1《原子核的组成》学案

蒋显翠

昭通市盐津县第三中学

一、学习目标

1.你能说出什么是天然放射现象及其规律吗?

2.你能简述三种射线的本质,以及如何利用磁场区分它们吗?

3.你能说出原子核的组成,以及核子和同位素的概念吗?

二、学习重难点

学习重点:天然放射现象及其规律,原子核的组成;

学习难点:三种射线的本质,以及如何利用磁场区分它们。

三、自主学习过程

活动1:学习天然放射现象及其规律;

阅读教材“天然放射现象”部分,回答下列问题:

1.什么叫放射线?

2.什么叫天然放射现象?哪些元素可能具有放射性?

活动2:学习三种射线的本质,以及如何利用磁场区分它们;

阅读教材“射线到底是什么”部分,回答下列问题:

1.把放射源放入由铅做成的容器中,射线只能从容器的小孔射出,成为细细的一束。在射线经过的空间施加磁场,发现射线如图19.1-2所示,回答下列问题:

①你观察到了什么现象?为什么会有这样的现象?

②如果α射线、β射线都是带电粒子流的话,根据图19.1-2判断,它们分别带什么电荷?

③如果不用磁场判断,还可以用什么方法判断三种射线的带电性质?

2.如果不用磁场而用电场判断它们带电的性质,两个电极怎样放置可以使三种射线大致沿图19.1-2的方向偏转?

3.这三种射线的带电性质,那么这些射线还有哪些性质呢?

4.请你完成“问题与练习”第1、2、3题。

活动3:学习原子核的组成,以及核子和同位素的概念。

阅读教材“原子核的组成”部分,回答下列问题:

1.质子是由谁发现的?怎样发现的?

2.中子发现的原因是什么?是由谁发现的?

3.原子由什么微粒组成的?

4.原子核由哪些更小微粒组成呢?什么叫原子核的电荷数?什么叫原子核的质量数?原子核怎样用符号来表示?

5.请你完成“问题与练习”第4、5题。

6.什么叫同位素?它有什么性质?物质具有相同的化学性质的决定因素是什么?

7.请你列举一些元素的同位素;

8.镭的原子序数是88,质量数是226.问:镭核中有几个质子?几个中子?电荷量是多少?若镭原子呈中性,核外有几个电子?

9.请你完成“问题与练习”第6题。

四、小结

请你认真总结本节课的内容。

19.2《放射性元素的衰变》学案

一、学习目标

1.你能说出原子核的衰变是什么吗?

2.你能简述两种衰变的规律和熟练写出衰变方程吗?

3.你会用半衰期描述衰变的速度吗?

二、学习重难点

学习重点:原子核的衰变规律及半衰期;

学习难点:用半衰期描述的对象。

三、自主学习过程

请你回忆:α、β、γ射线各有什么特性,如何用符号表示?

活动1:学习原子核的衰变;

1.阅读教材“原子核的衰变”部分回答:什么叫衰变?

活动2:学习两种衰变的规律和衰变方程;

1.阅读教材“原子核的衰变”部分回答:衰变有哪些种类?衰变方程是什么?

2.请你观察两种衰变方程,对比反应前后:①总质量数有何特点?

②总电荷数有何特点?

3.α衰变的通用衰变方程表达式是什么?其实质是什么?β衰变的通用衰变方程表达式是什么?其实质是什么?

4.请你和同学一起来完成教材的“思考与讨论1”和“思考与讨论2”;

5.请你和同学一起来完成“问题与练习”第1,2题。

活动3:学习半衰期描述衰变的速度。·

1.阅读教材“半衰期”部分并思考:①什么叫半衰期?②图19.2-3中,氡的半衰期是多少?原子核衰变的快慢由什么因素决定?

2.请你推导半衰期公式;

3.请你和同学一起来完成“问题与练习”第5题。

四、小结

请你认真小结本节课内容。

五、作业布置

1.请你独立完成“问题与练习”第3、4、6题。

2.阅读教材“科学漫步”,回答如何利用放射性元素的衰变来测定古物的年代?

19.3《探测射线的方法》学案

一、学习目标

1.你能说出射线有哪些效应吗?

2.你能简述云室、气泡室和计数器的简单构造和基本原理吗? 二、学习重难点

学习重点:探测器的结构与基本原理。

学习难点:如何观察实验现象,并根据实验现象,分析粒子的带电、动量、能量等特性,从而判断是何种射线,区分射线的本质是何种粒子。

三、自主学习过程

活动1:请你尝试回忆,完成下列练习:

1.放射性元素衰变时放射出的射线有___、___和_____,其中______不带电_________带正电________带负电。

2.放射性元素的衰变时遵守两个守恒:分别为____________守恒,____________守恒。

3.请你写出2种衰变的衰变方程,并说说2种衰变的规律是什么?

4.请问钍90

232

Th 经过多少次α衰变和多少次β衰变,最后成为铅

82208

Pb ?

5.A 、B 两种放射性元素,它们的半衰期分别为TA=10天,TB=30天,经60天后测得两种放射性元素的质量相等。那么它们原来的质量之比为多少?

活动2:学习射线的效应

1.放射线的粒子与其他物质作用时产生的主要现象有哪些?

活动3.学习云室、气泡室和计数器的简单构造和基本原理 1.云室的构造是什么?基本原理是什么?

2.云室利用的是射线的什么本领?云室里为什么是干净的空气?

3.怎样才能观察到射线的径迹?在云室看到的径迹是射线本身吗?根据径迹,我们可以知道粒子的哪些性质?

4.请你观察α、β射线在云室中的径迹,比较两种径迹的特点,并分析其原因。

5.在云室中,为什么α粒子显示的径迹直而粗、β粒子显示的径迹细而曲?

6.请你完成“问题与练习”第1题。

7.气泡室的基本原理是什么?

8.G —M 计数器的构造和基本原理是什么?

9.为什么射线粒子进入盖革管中可以产生大量电子?

10.请你完成“问题与练习”第2、3题。

四、小结

请你认真小结本节课的内容。

19.4《放射线的应用与防护》学案

一、学习目标

1.你能说出什么是核反应?会写出人工核转变方程吗?

2.你能简述什么是放射性同位素?人造和天然放射性物质的主要区别是什么吗?。

3.你能举例说一说放射性在生产和科学领域的一些应用吗?

4.你知道防范放射线有哪些措施吗?

二、教学重难点

教学重点:人工转变的两个核反应方程及反应过程中遵循的规律;教学难点:人工转变的两个核反应方程及反应过程中遵循的规律。

三、自主学习过程

活动1:请你在回忆上节课内容的基础上,完成以下练习:

1.镅(Am)是一种放射性元素,在其分裂过程中,会释放出一种新的粒子,变成镎(NP),由于放出的这种粒子很容易被空气阻隔,因此不会对人体构成任何的危害,火警的报警系统就是利用这种粒子作为报警的重要工具,这种粒子是 ( )

A.粒子

B.质子

C.中子

D.正电子

2.处于静止状态的某原子核X,发生α衰变后变成质量为M的原子核Y,被释放的α粒子垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中,测得其匀速圆周运动的半径为r,设α粒子质量为m,质子的电量为e,求:①衰变后α粒子的速率;②衰变后Y核的动能。

活动2:学习核反应和人工核转变方程;

请你阅读教材“核反应”部分,回答下列问题:

1.什么叫核反应?

2.在核反应中反应前的质量数与电荷数和反应后的质量数与电荷数满足什么关系?

3.核反应是什么的变化?化学反应又是什么的变化?

4.什么叫原子核的人工核转变?原子核的人工转变与放射性的衰变有什么区别?

5.请你写出下列原子核人工转变的核反应方程。

11

23Na俘获1个α粒子后放出1个质子

13

27Al俘获1个α粒子后放出1个中子

8

16O俘获1个中子后放出1个质子

14

30Si俘获1个质子后放出1个中子

6. 3.请你回答“问题与练习”第3题。

活动2:学习放射性同位素以及人造和天然放射性同位素的主要区别;

1.什么叫同位素?同位素的特征是什么?

2.什么是放射性同位素?分类为哪两种?人造和天然放射性同位素的主要区别有哪些?

活动3:学习放射性在生产和科学领域的一些应用;

1.请你阅读教材“放射性同位素的应用”部分,举例说一说放射性在生产和科学领域的一些应用有哪些?

活动4:学习放射性污染和防护

1.生活中有哪些放射性污染?

2.生活中怎样防护放射性?

3.请你回答“问题与练习”第5题。

四、小结

请你认真小结本节课的内容。

19.5《核力与结合能》学案

一、学习目标

1.你能说出什么是核力?它的特点有哪些?自然界存在哪四种基本相互作用吗?

2.你能简单解释轻核和重核内中子数、质子数具有不同比例的原因吗?

3.你能说出什么是结合能和质量亏损吗?会根据质能方程和质量亏损的概念计算核反应中释放的核能吗?

二、学习重难点

学习重点:爱因斯坦的质能方程,知道质量亏损的概念;

学习难点:根据质能方程和质量亏损的概念计算核反应中释放的核能。

三、自主学习

活动1:学习核力及它的特点,自然界存在的四种基本相互作用;

1.阅读教材“核力与四种基本相互作用”讨论、总结并回答问题:什么是核力?它的特点有哪些?自然界存在哪四种基本相互作用吗?

2.请你阅读课本左边的阅读内容总结自然界的四种基本相互作用力及它们的作用范围。

3.请你回答“问题与练习”的第1题。

活动2:学习轻核和重核内中子数、质子数具有不同比例的原因;

1.阅读教材“原子核中质子与中子的比例”,思考以下两个问题:问题1:随着原子序数的增加,稳定原子核中的质子数和中子数有怎样的关系?问题2:为什么随着原子序数的增加,稳定原子核中的中子数大于质子数?

活动3:学习结合能和质量亏损,学习根据质能方程和质量亏损的概念计算核反应中释放的核能。

阅读课本81页:

1.什么叫结合能?什么叫比结合能?

2.请写出爱因斯坦的质能方程以及质量亏损的定义;

3.请你回答“问题与练习”第2题的问题;

4.请你完成“问题与练习”第3题的证明;

5.请你根据质能方程自己完成例题并总结出计算原子核的结合能的解题步骤;

6.请你完成“问题与练习”第4题。

四、小结

请你认真小结本节课的内容。

19.6《核裂变》学案

一、学习目标

1.你能说出什么是核裂变?什么是链式反应以及发生的条件吗?

2.你会计算重核裂变过程中释放出的能量吗?

3.你能说出什么是核反应堆?原子弹的原理是什么?核电站及核能发电的优缺点有哪些吗?

二、学习重难点

学习重点:链式反应及其释放核能的计算;重核裂变的核反应方程式的书写。

学习难点:由核子平均质量与原子序数的关系,推理得出由质量数较大的原子核分裂成质量数较小的原子核释放能量这一结论。

三、学习过程

活动1:学习核裂变、链式反应以及发生的条件;

1.什么是核裂变?核裂变的特点是什么?

2.是不是所有的核反应都能放出核能?

3.铀核的裂变的产物是多样的,最典型的一种核反应方程式是什么样的?

4.链式反应是怎样进行的?

5.什么是临界体积(临界质量)?

活动2:学习计算重核裂变过程中释放出的能量;

1.请你回忆质量亏损的概念和质能方程,完成“问题与练习”第3题和第5题;活动3:学习原子弹的原理、核反应堆和核电站及核能发电的优缺点1.原子弹的原理是什么?

2.什么是核反应堆?核反应堆各组成部分在核反应中起什么作用?

3.请你完成“问题与练习”第4题。

4.核能发电的优点和缺点有哪些?

5.请你完成“问题与练习”第6题。

四、小结

请你认真总结本节课的内容。

19.7、8《核聚变 粒子和宇宙》学案

一、学习目标

1.你能说出什么是聚变反应?聚变反应的特点及其条件吗?

2.你能简述可控热核反应及其研究和发展吗?

3.你能叙述粒子物理学的基础知识吗?

4.你能描述宇宙演化和恒星演化的过程吗? 二、学习重难点 三、学习过程

活动1:请你回忆第6节的内容,完成以下练习: 1.下列核反应中,表示核裂变的是( )

A.238234492902U Th He →+

B.14140

671C N e -→+ C.2351141921920563603U n Ba Kr n +→++ D.941214260Be He C n +→+

2.请你完成“问题与练习”第2、3题。

活动2:学习聚变反应、聚变反应的特点及其条件

1.请你阅读教材第一段,回答什么叫轻核的聚变?聚变过程中的能量转化有什么特点?

2.请你再看看比结合能曲线(图19.5-3),想一想为什么轻核的聚变反应能够比重核的裂变反应释放更多的核能?

3.请同学们试从微观和宏观两个角度说明核聚变发生的条件?

4.请你写出一个氘核与一个氚核结合成氦核是的核反应方程,氘核的质量2.014102u ,氚核的质量3.016050u ,氦核的质量4.002603u ,中子的质量1.008665u ,根据所给数据计算核反应中放出的能量。

5.请你完成“问题与练习”第4题。

活动3:学习可控热核反应及其研究和发展; 1.聚变与裂变相比有哪些优点?

2.实现核聚变的难点是什么?科学家设想了两种方案是什么?

活动4:学习粒子物理学的基础知识 1.为什么“基本”粒子 “不” 基本?

2.请你阅读教材“发现新粒子”部分,思考下面的问题: ①从宇宙线中发现了哪些粒子?这些粒子有什么特点?

②通过科学核物理实验又发现了哪些粒子?

③什么是反粒子?

⑤现在可以将粒子分为哪几类?

3.1964年提出夸克模型,现代科学认为夸克有哪几种?有什么特征?

活动5:学习宇宙演化和恒星演化的过程。

1.阅读教材“宇宙演化” ,画图描述宇宙演化的过程;

2.阅读教材“恒星演化” ,画图描述恒星演化的过程。

四、小结

请你认真小结本节课的内容。

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