известно что осколки ядра урана представляют собой

Лабораторная работа №5 Изучение деления ядра атома урана по фотографиям треков

Урок 58. Физика 9 класс

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Лабораторная работа №5 Изучение деления ядра атома урана по фотографиям треков»

Цель работы: применить закон сохранения импульса для объяснения движения двух ядер, образовавшихся при делении ядра атома урана.

Оборудование: фотография треков заряженных частиц, образовавшихся при делении ядра атома урана и миллиметровая линейка.

Известно, атомы и микрочастицы настолько малы, что не только не поддаются восприятию ни одним из наших органов чувств, но их не различить даже в электронный микроскоп. Откуда же берётся подробная информация о микромире? Почему можно с уверенностью говорить о свойствах и параметрах атомов, ядер, элементарных частиц? Когда физики говорят, что объекты микромира чрезвычайно малы, движутся с огромными скоростями, а процессы в микромире чрезвычайно быстротечны, то как они получают эту информацию, как измеряют величины, характеризующие микрочастицы? Какие приборы используют? Каким образом устанавливают законы ядерных взаимодействий?

Ученый-экспериментатор с помощью тонкой чувствительной аппаратуры, не видя саму микрочастицу, по ее следам, оставленным в веществе, определяет как факт прохождения частицы через вещество, так и параметры и свойства (заряд, массу, энергию; как двигалась, происходило ли столкновение и каков его результат и т.д.) микрочастиц. Принцип действия разных приборов различен, но общее для всех них – это усиление эффектов, производимых микрочастицей при прохождении через вещество (ее следов) до величин, способных влиять на наши органы чувств.

Первичной обработкой экспериментальных данных занимается область ядерной физики, называемая кинематикой превращения элементарных частиц. Кинематика не ставит задачи разгадать все загадки и тайны взаимоотношений частиц, симметрии природы и др., но позволяет с опорой на общефизические понятия и законы на основе точных расчётов и выкладок измерять параметры микрочастиц и идентифицировать их, помогает увидеть то, что не под силу аппаратуре.

Рассмотрим фотографию треков. На ней видны треки двух осколков, образовавшихся при делении ядра атома урана, захватившего нейтрон. Ядро урана находилось в точке g, указанной стрелочкой.

По трекам видно, что осколки ядра урана разлетелись в противоположных направлениях (излом левого трека объясняется столкновением осколка с ядром одного из атомов фотоэмульсии, в которой он двигался).

Известно, что законы сохранения играют в ядерной физике особую роль: это и инструмент познания, и критерий истинности (если приборы показывают, что энергия или импульс после взаимодействия или превращения не сохраняются, то это значит, что была одна, а то и несколько незамеченных частиц). При переходе от макромира к микромиру законы сохранения начинают действовать особенно эффективно. В микромире действует принцип: “Всё, что не запрещено законами сохранения, обязательно происходит.

Вспомним основные законы сохранения, которые нам понадобятся для успешного написания сегодняшней работы.

Закон сохранения импульса

Векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, не меняется с течением времени при любых движениях и взаимодействиях этих тел.

Закон сохранения электрического заряда

В ядерных реакциях суммарный электрический заряд во входном канале равен суммарному электрическому заряду в выходном канале.

Закон сохранения числа нуклонов

В ядерных реакциях сумма массовых чисел до реакции равна сумме массовых чисел после реакции.

Первое задание будет следующим: на рисунке представлена фотография деления ядра атома урана под действием нейрона на два осколка (ядро находилось в точке g). Рассмотрите фотографию и найдите треки осколков.По трекам видно, что осколки ядра атома урана разлетелись в противоположных направлениях (излом левого трека объясняется столкновением осколка с ядром одного из атомов фотоэмульсии). Длина трека тем больше, чем больше энергия частицы. Толщина трека тем больше, чем больше заряд частицы и чем меньше ее скорость.

Измерьте длины треков осколков с помощью миллиметровой измерительной линейки и сравните их.

Второе задание: пользуясь законом сохранения импульса, объясните, почему осколки, образовавшиеся при делении ядра атома урана, разлетелись в противоположных направлениях.

Письменно ответьте: одинаковы ли заряды и энергия осколков? В ответе укажите, по каким признакам можно судить об этом?

Известно, что осколки ядра урана представляют собой ядра атомов двух разных химических элементов (например, бария, ксенона и др.) из середины таблицы Дмитрия Ивановича Менделеева. Одна из возможных реакций деления урана может быть записана в символическом виде следующим образом:

где символом _ZX обозначено ядро атома одного из химических элементов.

Третье задание: пользуясь законом сохранения заряда и таблицей Дмитрия Ивановича Менделеева, определите, что это за неизвестный элемент.

В конце работы не забудьте сделать общий вывод о проделанной работе.

Источник

Закон сохранения числа нуклонов

В ядерных реакциях сумма массовых чисел до реакции равна сумме массовых чисел после реакции.

Первое задание будет следующим: на рисунке представлена фотография деления ядра атома урана под действием нейрона на два осколка (ядро находилось в точке g). Рассмотрите фотографию и найдите треки осколков.По трекам видно, что осколки ядра атома урана разлетелись в противоположных направлениях (излом левого трека объясняется столкновением осколка с ядром одного из атомов фотоэмульсии). Длина трека тем больше, чем больше энергия частицы. Толщина трека тем больше, чем больше заряд частицы и чем меньше ее скорость.

Измерьте длины треков осколков с помощью миллиметровой измерительной линейки и сравните их.

Второе задание: пользуясь законом сохранения импульса, объясните, почему осколки, образовавшиеся при делении ядра атома урана, разлетелись в противоположных направлениях.

Письменно ответьте: одинаковы ли заряды и энергия осколков? В ответе укажите, по каким признакам можно судить об этом?

Известно, что осколки ядра урана представляют собой ядра атомов двух разных химических элементов (например, бария, ксенона и др.) из середины таблицы Дмитрия Ивановича Менделеева. Одна из возможных реакций деления урана может быть записана в символическом виде следующим образом:

где символом _ZX обозначено ядро атома одного из химических элементов.

Третье задание: пользуясь законом сохранения заряда и таблицей Дмитрия Ивановича Менделеева, определите, что это за неизвестный элемент.

В конце работы не забудьте сделать общий вывод о проделанной работе.

Источник

Урок физики в 9 классе. Деление ядер урана. Цепная реакция. Лабораторная работа №7. «Изучение деления ядра атома урана по фотографии треков»

Деление ядер урана. Цепная реакция. Лабораторная работа №7

«Изучение деления ядра атома урана по фотографии треков»

физики МОУ «Сетищенская оош»

Тип – урок изучения нового материала.

— ввести понятие цепной ядерной реакции,

— выяснить условие ее возникновения,

— убедиться в справедливости закона сохранения импульса на примере деления ядер урана.

Оборудование: фотография заряженных частиц, образовавшихся в фотоэмульсии при делении ядра атома урана под действием нейтрона (из учебника); линейка измерительная.

II. Актуализация знаний. Фронтальная беседа:

— Строение атома по Резерфорду (В центре атома находится положительно заряженное ядро, вокруг которого вращаются отрицательные электроны)

— Почему это строение называется планетарной моделью атома? (Строение атома подобно строению звездной системы).

— Из каких частиц состоит ядро атома? (Из протонов и нейтронов (нуклонов))

— Какой из этих частиц имеет заряд, и какой? (Протон. Положительный.)

— Как электрически взаимодействуют друг с другом протоны в ядре? (Так как они заряжены одноименными зарядами, поэтому протоны отталкиваются)

— Какие тогда силы удерживают нуклоны в ядре? (Ядерные силы притяжения. Они действуют между нуклонами и в сотни раз сильнее электрических сил отталкивания).

— Что такое дефект масс? (Разность между массой нуклонов и массой ядра).

— Что такое энергия связи? (Минимальная энергия, которую необходимо затратить для полного расщепления ядра на отдельные нуклоныE = Δmc2)

III. Изучение нового материала.

В 1938 году Ирен Кюри среди продуктов распада, образующих­ся при бомбардировке урана нейтронами, открыла радиоактивный изо­топ, свойства которого являются свойствами лантана. Ирен Кюри стоя­ла на пороге открытия деления урана, но никто ей не поверил, ни Бор, ни Резерфорд. Все они считали такой распад невозможным. Отто Ган и Фриц Штрассман облучали нитрат уранила нейтронами и получали радиоактивный барий.

Они фактически открыли отделение ядра урана, их статья была фиксирована 22 декабря 1938 года.

В 1939 году немецкие ученые Лизе Майтнер и Отто Фриш напи­сали статью, в которой показали, что такая реакция возможна. В этом же году русский ученый Я. Френкель и Н. Бор разработали теорию ядерного деления атома урана.

2. Знакомство с теорией ядерного деления.

Ядро урана захватывает нейтрон и, подобно жидкой капле, на­чинает деформироваться, принимает гантелеобразную форму. Кулоновское отталкивание становится сильнее ядерного притяжения, и ядро разрывается на две неравные части, осколки радиоактивны, в результа­те серии β-распадов превращаются в стабильные изотопы.

Пример ядерной реакции деления ядра урана

Внимательно рассмотрите фотографию треков.

На ней видны треки двух осколков, образовавшихся при делении ядра атома урана, захватившего нейтрон. Ядро урана находилось в точке g, указанной стрелочкой.

По трекам видно, что осколки ядра урана разлетелись в противоположных направлениях (излом левого трека объясняется столкновением осколка с ядром одного из атомов фотоэмульсии, в которой он двигался).

Известно, что законы сохранения играют в ядерной физике особую роль. Вспомним основные законы сохранения, которые нам понадобятся для успешного написания сегодняшней работы.

Закон сохранения импульса: Векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, не меняется с течением времени при любых движениях и взаимодействиях этих тел.

Закон сохранения электрического заряда: В ядерных реакциях суммарный электрический заряд во входном канале равен суммарному электрическому заряду в выходном канале.

Закон сохранения числа нуклонов: В ядерных реакциях сумма массовых чисел до реакции равна сумме массовых чисел после реакции.

Выполните лабораторную работу

1 задание: пользуясь законом сохранения импульса, объясните, почему осколки, образовавшиеся при делении ядра атома урана, разлетелись в противоположных направлениях.

Письменно ответьте: одинаковы ли заряды и энергия осколков? В ответе укажите, по каким признакам можно судить об этом?

Известно, что осколки ядра урана представляют собой ядра атомов двух разных химических элементов (например, бария, ксенона и др.) из середины таблицы Дмитрия Ивановича Менделеева. Одна из возможных реакций деления урана может быть записана в символическом виде следующим образом: где символом ZX обозначено ядро атома одного из химических элементов.

2 задание: пользуясь законом сохранения заряда и таблицей Дмитрия Ивановича Менделеева, определите, что это за неизвестный элемент.

В силу закона сохранения заряда запишем: 92 + 0 = 56 + Z + 2 * 0. Отсюда получаем Z = 36. По таблице Д. И. Менделеева определяем, что это ядро криптона.

В конце работы не забудьте сделать общий вывод о проделанной работе.

VI. Домашнее задание. § 74,75, ответить на вопросы.

1. В. М. Физика 9кл.: учебник для общеобраз. учреждений, М.: Дрофа, 2009г.

2. А. Опорные конспекты и разноуровневые задания к учебнику А. В.Перышкина «Физика 8 класс» СПб плюс», 2009г

Источник

Урок физики по теме «Деление ядер урана. Лабораторная работа №7»

Онлайн-конференция

«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Урок физики в 9 классе

Деление ядер урана. Цепная реакция. Лабораторная работа №7

«Изучение деления ядра атома урана по фотографии треков»

Тищенко Е.В., учитель

физики МОУ «Сетищенская оош»

Тип – урок изучения нового материала.

— ввести понятие цепной ядерной реакции,

— выяснить условие ее возникновения,

— убедиться в справедливости закона сохранения импульса на примере деления ядер урана.

Оборудование: фотография заряженных частиц, образовавшихся в фотоэмульсии при делении ядра атома урана под действием нейтрона (из учебника); линейка измерительная.

I . Организационный момент.

II . Актуализация знаний . Фронтальная беседа:

— Строение атома по Резерфорду ( В центре атома находится положительно заряженное ядро, вокруг которого вращаются отрицательные электроны)

— Почему это строение называется планетарной моделью атома? ( Строение атома подобно строению звездной системы).

— Из каких частиц состоит ядро атома? ( Из протонов и нейтронов (нуклонов))

— Какой из этих частиц имеет заряд, и какой? ( Протон. Положительный.)

— Как электрически взаимодействуют друг с другом протоны в ядре? ( Так как они заряжены одноименными зарядами, поэтому протоны отталкиваются)

— Какие тогда силы удерживают нуклоны в ядре? ( Ядерные силы притяжения. Они действуют между нуклонами и в сотни раз сильнее электрических сил отталкивания).

— Что такое дефект масс? ( Разность между массой нуклонов и массой ядра).

— Что такое энергия связи? ( Минимальная энергия, которую необходимо затратить для полного расщепления ядра на отдельные нуклоныE = Δ m c 2)

III . Изучение нового материала.

В 1938 году Ирен Кюри среди продуктов распада, образующих­ ся при бомбардировке урана нейтронами, открыла радиоактивный изо­топ, свойства которого являются свойствами лантана. Ирен Кюри стоя­ ла на пороге открытия деления урана, но никто ей не поверил, ни Бор, ни Резерфорд. Все они считали такой распад невозможным. Отто Ган и Фриц Штрассман облучали нитрат уранила нейтронами и получали радиоактивный барий.

Они фактически открыли отделение ядра урана, их статья была фиксирована 22 декабря 1938 года.

В 1939 году немецкие ученые Лизе Майтнер и Отто Фриш напи­ сали статью, в которой показали, что такая реакция возможна. В этом же году русский ученый Я. Френкель и Н. Бор разработали теорию ядерного деления атома урана.

2. Знакомство с теорией ядерного деления.

Ядро урана захватывает нейтрон и, подобно жидкой капле, на­чинает деформироваться, принимает гантелеобразную форму. Куло новское отталкивание становится сильнее ядерного притяжения, и ядро разрывается на две неравные части, осколки радиоактивны, в результа­те серии β-распадов превращаются в стабильные изотопы.

Пример ядерной реакции деления ядра урана

IV . Выполнение лабораторной работы. Инструктаж по охране труда.

Внимательно рассмотрите фотографию треков.

На ней видны треки двух осколков, образовавшихся при делении ядра атома урана, захватившего нейтрон. Ядро урана находилось в точке g, указанной стрелочкой.

По трекам видно, что осколки ядра урана разлетелись в противоположных направлениях (излом левого трека объясняется столкновением осколка с ядром одного из атомов фотоэмульсии, в которой он двигался).

Известно, что законы сохранения играют в ядерной физике особую роль. Вспомним основные законы сохранения, которые нам понадобятся для успешного написания сегодняшней работы.

Закон сохранения импульса: Векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, не меняется с течением времени при любых движениях и взаимодействиях этих тел.

Закон сохранения электрического заряда: В ядерных реакциях суммарный электрический заряд во входном канале равен суммарному электрическому заряду в выходном канале.

Закон сохранения числа нуклонов: В ядерных реакциях сумма массовых чисел до реакции равна сумме массовых чисел после реакции.

Выполните лабораторную работу

1 задание: пользуясь законом сохранения импульса, объясните, почему осколки, образовавшиеся при делении ядра атома урана, разлетелись в противоположных направлениях.

Письменно ответьте: одинаковы ли заряды и энергия осколков? В ответе укажите, по каким признакам можно судить об этом?

Известно, что осколки ядра урана представляют собой ядра атомов двух разных химических элементов (например, бария, ксенона и др.) из середины таблицы Дмитрия Ивановича Менделеева. Одна из возможных реакций деления урана может быть записана в символическом виде следующим образом: где символом _ZX обозначено ядро атома одного из химических элементов.

2 задание: пользуясь законом сохранения заряда и таблицей Дмитрия Ивановича Менделеева, определите, что это за неизвестный элемент.

В силу закона сохранения заряда запишем: 92 + 0 = 56 + Z + 2 * 0. Отсюда получаем Z = 36. По таблице Д.И. Менделеева определяем, что это ядро криптона.

В конце работы не забудьте сделать общий вывод о проделанной работе.

VI . Домашнее задание. § 74,75, ответить на вопросы.

Перышкин А. В. Гутник Е.М. Физика 9кл.: учебник для общеобраз. учреждений, М.: Дрофа, 2009г.

Марон Е.А. Опорные конспекты и разноуровневые задания к учебнику А.В.Перышкина «Физика 8 класс» СПб ООО «Виктория плюс», 2009г

Источник