Примерное поурочное планирование

НазадВперед

Примерное поурочное планирование 11 класс

ТЕМЫ
Электродинамика (продолжение)

  1. Электромагнитная индукция
Колебания и волны
  1. Электромагнитные колебания
  2. Электромагнитные волны
Элементы теории относительности
Квантовая физика
  1. Световые кванты
  2. Aтом и атомное ядро
Обобщающие занятия.
Лабораторный практикум. Обобщающее повторение.

КВАНТОВАЯ ФИЗИКА

ТЕМА 2. ATOM И АТОМНОЕ ЯДРО (21 ч)

УРОК 71/1. Опыты Резерфорда. Ядерная модель атома.
Основное содержание учебного материала. Опытные данные, указывающие на сложное строение атома. Опыты Резерфорда по рассеянию α-частиц. Ядерная модель атома. Оценка размеров атомов и ядер. Обсуждение вопросов типа:

  • сколько слоев атомов пролетела α-частица, не испытавшая соударений с ядром, если толщина фольги в опытах Резерфорда составляла около 10-5 м?
  • во сколько раз размеры атома превышают размеры ядра?

  • Демонстрации. [5] опыт 121. Фрагмент «Опыт Резерфорда» из кинофильма «Радиоактивность и атомное ядро».
    Интерактивные модели, основные иллюстрации.
    • Рисунок 6.1.1. Модель атома Дж. Томсона.
    • Рисунок 6.1.2. Схема опыта Резерфорда по рассеянию α-частиц. K – свинцовый контейнер с радиоактивным веществом, Э – экран, покрытый сернистым цинком, Ф – золотая фольга, M – микроскоп.
    • Рисунок 6.1.3. Рассеяние α-частицы в атоме Томсона (a) и в атоме Резерфорда (b).
    • Рисунок 6.1.4. Планетарная модель атома Резерфорда. Показаны круговые орбиты 4-х электронов.
    На дом. 72; вопросы к 72; упр. 9 (2).

    УРОК 72/2. Квантовые постулаты Бора. Модель атома водорода по Бору.
    Основное содержание учебного материала. Трудности классического объяснения ядерной модели атома Резерфорда. Существование линейчатых спектров испускания и поглощения и невозможность их объяснения на основе классических представлений. Квантовые постулаты Бора. Энергетические уровни атома. Наглядное изображение изменений внутренней энергии атома с помощью схемы энергетических уровней. Модель атома водорода по Бору. Поглощение света. Разбор задания 4 из упр. 9.
    Демонстрации. [5], опыты 99, 100.
    Интерактивные модели, основные иллюстрации.

    • Рисунок 6.2.1. Неустойчивость классического атома.
    • Рисунок 6.2.2. Энергетические уровни атома и условное изображение процессов поглощения и испускания фотонов.
    • Модель 6.1. Постулаты Бора.
    • Модель 6.2. Квантование электронных орбит.
    • Рисунок 6.3.1. Стационарные орбиты атома водорода и образование спектральных серий.
    • Рисунок 6.3.2. Диаграмма энергетических уровней атома водорода. Показаны переходы, соответствующие различным спектральным сериям. Для первых пяти линий серии Бальмера в видимой части спектра указаны длины волн.
    На дом. 73; вопросы к 73; упр. 9 (1, 3).

    УРОК 72'/2'. Испускание и поглощение света атомами.
    Основное содержание учебного материала. Использование постулатов Бора для раскрытия механизма испускания и поглощения света атомом. Объяснение (на качественном уровне) происхождения линейчатых спектров испускания и поглощения. Решение задач типа:

  • энергии трех низших энергетических уровней в атоме ядра водорода составляют –13,6 эВ; –3,42 эВ; –1,51 эВ. Изобразите диаграмму энергетических уровней и определите возможные частоты излучения света при переходах атома из одного состояния в другое. Чему равна энергия ионизации для атома водорода?
  • используя диаграмму энергетических уровней атома, объясните тот факт, что положение линий в спектре излучения света атомом совпадает с положением линий в спектре поглощения света этим атомом;
  • на рис. 9 (см. [**] с. 48) изображена диаграмма энергетических уровней атома водорода. Укажите стрелками, при каких переходах между энергетическими уровнями атом водорода испускает: а) инфракрасное излучение; б) видимый свет; в) ультрафиолетовое излучение. Может ли атом водорода испускать гамма-лучи?

  • Демонстрации. Кинофильм «Излучение и поглощение энергии атомами».
    Интерактивные модели, основные иллюстрации.
    • Компьютерная лабораторная работа. Постулаты Бора.
    На дом. Повторение 73, а также с. 150, 151 – линейчатые спектры; спектры поглощения; задача N 1142 – Рымкевич, а также типа:
  • сколько квантов с различной энергией может испустить атом водорода, имеющий энергию –1,51 эВ?
  • может ли атом поглотить фотон, энергия которого больше энергии ионизации этого атома?
  • какую наименьшую энергию надо сообщить атому водорода, чтобы перевести его в возбужденное состояние?
  • УРОК 73/3. Вынужденное излучение света. Лазеры.
    Основное содержание учебного материала. Понятие о вынужденном (индуцированном) излучении. Принцип действия лазеров. Свойства лазерного излучения. Применение лазеров. Роль отечественных ученых в создании квантовых генераторов света.
    Демонстрации. Диафильмы «Квантовые генераторы», «Голография».
    Интерактивные модели, основные иллюстрации.

    • Модель 6.5. Лазер, двухуровневая модель.
    • Рисунок 6.4.1. Условное изображение процессов (a) поглощения, (b) спонтанного испускания и (c) индуцированного испускания кванта.
    • Рисунок 6.4.2. Развитие лавинообразного процесса генерации в лазере.
    • Рисунок 6.4.3. Трехуровневая схема оптической накачки. Указаны «времена жизни» уровней E2 и E3. Уровень E2 – метастабильный. Переход между уровнями E3 и E2 безизлучательный. Лазерный переход осуществляется между уровнями E2 и E1. В кристалле рубина уровни E1, E2 и E3 принадлежат примесным атомам хрома.
    • Рисунок 6.4.4. Механизм накачки He-Ne лазера. Прямыми стрелками изображены спонтанные переходы в атомах неона.
    • Рисунок 6.4.5. Схема гелий-неонового лазера. 1 – стеклянная кювета со смесью гелия и неона, в которой создается высоковольтный разряд; 2 – катод; 3 – анод; 4 – глухое сферическое зеркало с пропусканием менее 0,1 %; 5 – сферическое зеркало с пропусканием 1-2 %.
    На дом. 75, вопросы к 75.

    УРОК 74/4. Повторительно-обобщающий урок «Создание квантовой теории».
    Основное содержание учебного материала. Плодотворность теории Бора для объяснения устойчивости атомов, линейчатости атомарных спектров, квантового характера взаимодействия света с атомами вещества. Противоречивость теории Бора, ее справедливость только для водородоподобных ионов. Создание квантовой теории. Углубление представлений о строении и свойствах вещества. Корпускулярно-волновой дуализм частиц вещества.
    На дом. 74, краткие итоги главы 9 (с. 184, 185), повторить 72, 73.

    УРОК 75/5. Методы наблюдения и регистрации радиоактивных излучений.
    Основное содержание учебного материала. Ионизирующее и фотохимическое действие частиц как основа различных методов их изучения. Устройство, принцип действия и область применения сцинцилляционного счетчика, счетчика Гейгера, полупроводникового Счетчика, камеры Вильсона, пузырьковой камеры, толстослойных фотоэмульсий. Полупроводниковый счетчик – дополнительный материал. Преимущества и недостатки различных экспериментальных методов. Анализ задач N 1157-1159 – Рымкевич, а также типа:

  • можно ли с помощью камеры Вильсона зарегистрировать летящий нейтрон?
  • почему траектория движения электрона в пузырьковой камере имеет вид плоской спирали?

  • Демонстрации. [5], опыты 126, 127.
    На дом. 76; вопросы 1, 2 к 76; задачи N1161, 1162 – Рымкевич.

    УРОК 76/6. Открытие радиоактивности. Альфа-, бета- и гамма-излучения.
    Основное содержание учебного материала. Понятие о естественной радиоактивности как самопроизвольном превращении атомных ядер. Состав радиоактивного излучения. Физическая природа и свойства альфа-, бета- и гамма-излучений. Решение задач N 1163, 1164 – Рымкевич.
    Демонстрации. Фрагмент «Открытие естественной радиоактивности» из кинофильма «Радиоактивность и атомное ядро».
    Интерактивные модели, основные иллюстрации.

    • Рисунок 6.5.1. Схема опытов Резерфорда по обнаружению протонов в продуктах расщепления ядер. К – свинцовый контейнер с радиоактивным источником α-частиц, Ф – металлическая фольга, Э – экран, покрытый сульфидом цинка, М – микроскоп.
    • Рисунок 6.5.2. Схема установки для обнаружения нейтронов.
    • Рисунок 6.7.1. Схема опыта по обнаружению α-, β- и γ-излучений. K – свинцовый контейнер, R – радиоактивный препарат, Ф – фотопластинка, – магнитное поле.
    На дом. 77, 78; повторить 65. Действие магнитного поля на движущийся заряд («Физика-10»), задача N 1160 – Рымкевич.

    УРОК 77/7. Лабораторная работа N 6 «Изучение треков заряженных частиц по готовым фотографиям».
    Методические указания. Перед ее проведением анализируются вопросы типа: в камере Вильсона, перегороженной толстой пластиной, замечен след частицы (см, [**], с. 50, рис. 10). В какую сторону двигалась частица? Каков знак ее заряда, если линии индукции магнитного поля направлены перпендикулярно плоскости чертежа к читателю?
    На дом. Повторить 77-78.

    УРОК 78/8. Радиоактивные превращения.
    Основное содержание учебного материала. Что происходит с веществом при радиоактивном превращении? Постоянство излучений. Выделение энергии. Образование новых элементов. Правило смещения. Разбор задач N1165, 1167 – Рымкевич.
    На дом. 79, задача N 1, упр 10; 1166 – Рымкевич.

    УРОК 79/9. Закон радиоактивного распада. Период полураспада.
    Основное содержание учебного материала. Понятие об активности радиоактивного элемента. Вывод закона радиоактивного распада. Период полураспада. Статистический характер явления радиоактивного распада. Решение задач N 1169, 1170 – Рымкевич, а также типа:

  • период полураспада радиоактивного элемента 15 сут. За какое время произойдет уменьшение его радиоактивности в 4 раза;
  • как с течением времени будет уменьшаться количество радиоактивных атомов, содержащихся в 232 г тория (Th), если период полураспада его равен 24 сут? Постройте график этой зависимости.

  • Интерактивные модели, основные иллюстрации.
    • Рисунок 6.7.4. Закон радиоактивного распада.
    • Рисунок 6.7.5. Схема распада радиоактивной серии . Указаны периоды полураспада.
    На дом. 80; задачи N 2, 3, упр. 10; задание: для проверки статистического характера радиоактивного распада проделайте такой модельный эксперимент:
      поместите в коробку не менее 30 (а лучше большее количество) одинаковых монет (или пуговиц). Встряхните их и высыпьте на стол с некоторой высоты. Монеты, выпавшие тыльной стороной вверх («распавшиеся ядра») положите в сторону, а остальные – «не распавшиеся ядра» – вновь поместите в коробку, встряхните и так же высыпьте на стол. Выпавшие тыльной стороной вверх уберите, а остальные подсчитайте и снова ссыпьте в коробку. Повторите эту процедуру еще несколько раз. По результатам опыта заполните таблицу III (см.: Физика в школе. 1986, N6, С. 50). Постройте график зависимости числа N монет, не выпавших тыльной стороной (числа нераспавшихся ядер), от номера х выбрасывания (х = t/T). Соедините точки плавной кривой. Сравните полученную вероятностную кривую с кривой радиоактивного распада. Сделайте вывод о характере и границах применимости закона радиоактивного распада.

    УРОК 80/10. Изотопы. Их получение и применение. Биологическое действие радиоактивных излучений.
    Основное содержание учебного материала. Радиоактивные превращения. Существование элементов с одинаковыми химическими свойствами, но различающихся своей радиоактивностью. Изотопы, их положение в периодической системе. Дейтерий, тритий. Измерение относительных атомных масс. Разбор задач N 1172, 1186 – Рымкевич.
    Методические указания. На уроке могут быть обсуждены следующие вопросы: меченые атомы; получение и применение радиоактивных изотопов; применение радиоактивных изотопов в различных областях; биологическое действие радиоактивных излучений; поглощенная доза излучения; защита от излучений. Ряд этих сообщений могут сделать сами учащиеся.
    Интерактивные модели, основные иллюстрации.

    • Рисунок 6.7.2. Энергетическая диаграмма α-распада ядер радия.
    • Рисунок 6.7.5. Схема распада радиоактивной серии . Указаны периоды полураспада.
    На дом. 81, 91, 92; задачи 1184, 1185 – Рымкевич.

    УРОК 81/11. Открытие нейтрона. Состав ядра атома.
    Основное содержание учебного материала. Искусственное превращение атомных ядер. Исторические сведения по бомбардировке ядер атомов. Опыты Резерфорда. Открытие нейтрона, его основные свойства. Решение задач N 4 из упр. 10 и N 1179 – Рымкевич.
    Демонстрации. Фрагмент «Открытие нейтрона» из кинофильма «Атом и атомное ядро».
    Интерактивные модели, основные иллюстрации.

    • Рисунок 6.5.2. Схема установки для обнаружения нейтронов.
    • Рисунок 6.7.1. Схема опыта по обнаружению α-, β- и γ-излучений. K – свинцовый контейнер, R – радиоактивный препарат, Ф – фотопластинка, – магнитное поле.
    На дом. 82; повторить 28. Сила всемирного тяготения («Физика-9»); задачи N 1186, 1187 – Рымкевич.

    УРОК 82/12. Строение атомного ядра. Ядерные силы. Энергия связи атомных ядер.
    Основное содержание учебного материала. Устойчивость атомных ядер. Ядерное взаимодействие. Короткодействующий характер ядерных сил, их зарядовая независимость. Энергия связи атомных ядер. Дефект масс. Формула расчета энергии связи. Удельная энергия связи. Экспериментальная кривая зависимости удельной энергии связи от массового числа. Объяснение различной устойчивости ядер разных химических элементов. Решение задач типа:

  • вычислите отношение силы электростатического отталкивания к силе гравитационного притяжения двух протонов в ядре;
  • объясните причины стабильности ядер алюминия и нестабильности ядер плутония;
  • вычислите плотность вещества, из которого состоит ядро Не, считая его радиус равным 10-15 м.
  • Интерактивные модели, основные иллюстрации.
    • Рисунок 6.6.1. Удельная энергия связи ядер.
    • Рисунок 6.6.2. Числа протонов и нейтронов в стабильных ядрах.
    • Модель 6.6. Энергия связи ядер.
    • Рисунок 6.7.3. Туннелирование α-частицы сквозь потенциальный барьер.
    На дом. 83, 84, вопросы к параграфам; задачи N 5, 6 из упр. 10; повторить 48 «Закон сохранения полной механической энергии» («Физика-9»); 58 «Связь между массой и энергией» («Физика-11 »).

    УРОК 83/14. Ядерные реакции.
    Основное содержание учебного материала. Понятие о ядерной реакции как о превращении атомных ядер при взаимодействии их с частицами (в том числе и с фотонами) или друг с другом. Условия протекания ядерных реакций. Справедливость законов сохранения энергии, импульса, электрического заряда, массового числа для ядерных реакций. Ядерные реакции как средство исследования атомных ядер. Запись уравнений некоторых ядерных реакций. Решение задач N 1183-1187 – Рымкевич, а также такой: какие из частиц – протоны, электроны, нейтроны, альфа-частицы – считаются лучшими снарядами для разделения атома ядра? Почему?
    Демонстрации. Фрагмент «Ядерные реакции» из кинофильма «том и атомное ядро».
    Интерактивные модели, основные иллюстрации.

    • Рисунок 6.8.1. Схема развития цепной реакции.
    На дом. 85 до пункта «Энергетический выход ядерных реакций»; вопрос N 1 к 85; задача N 1187 – Рымкевич.

    УРОК 84/15. Энергетический выход ядерных реакций.
    Основное содержание учебного материала. Понятие об энергетическом выходе ядерной реакции; его расчет. Два основных способа осуществления ядерных реакций с выделением энергии – деление тяжелых ядер и синтез легких ядер из еще более легких. Решение задач N 1192, 1193 – Рымкевич, а также типа:

  • проанализировав рис. 183 учебника, определите приблизительно энергию, которая освобождается при делении ядра U на два: Rb и Cs. (Энергией вылетевших нейтронов пренебречь);
  • запишите уравнение реакции синтеза ядер дейтерия и трития с образованием ядер гелия и рассчитайте ее энергетический выход;
  • сравните энергетические выходы реакций деления тяжелых ядер и синтез легких.

  • На дом. 85 (до конца); вопросы 2, 3 к 85; задачи N 7 из упр. 10 и N1191 – Рымкевич.

    УРОК 85/16. Решение задач.
    Основное содержание учебного материала. Решение задач типа 1174, 1183, 1187 – Рымкевич. Самостоятельная работа с дидактическим материалом [4], N 1036Т1-1036Т6.
    Интерактивные модели, основные иллюстрации.

    • Компьютерная лабораторная работа. Масс-спектрометр.
    На дом. Задачи N 1175, 1188, 1190 – Рымкевич.

    УРОК 86/17. Деление ядер урана. Цепные ядерные реакции.
    Основное содержание учебного материала. Возможность использования реакции деления ядер тяжелых элементов для получения энергии. Понятие о ядерной энергетике. Механизм протекания реакции деления ядра. Понятие о цепной реакции. Коэффициент размножения нейтронов. Решение задач типа:

  • ядро урана , поглотив один нейтрон, разделилось на два осколка и четыре нейтрона. Один из осколков оказался ядром изотопа . Ядром какого изотопа является второй осколок?
  • допишите уравнение следующей реакции деления ядра атома урана > + ... Считая, что кинетическая энергия обоих осколков равна 2,55·10-11Дж и что они разлетаются в противоположные стороны; определите скорость ядра изотопа бария.

  • Интерактивные модели, основные иллюстрации.
    • Рисунок 6.8.1. Схема развития цепной реакции.
    На дом. 86, 87; вопросы к 87; задачи N 1195, 1196 – Рымкевич.

    УРОК 87/18. Ядерный реактор.
    Основное содержание учебного материала. Основные элементы ядерного реактора. Осуществление в нем управляемой реакции деления ядер. Критическая масса. Реакторы на быстрых нейтронах, их основное преимущество (воспроизведение ядерного горючего). Решение задач типа:

  • какое количество энергии выделяется в атомных реакторах ледокола, если в сутки расходуется 62 г изотопа урана-235?
  • сколько граммов урана потребляет урановый котел в час, если его мощность равна 104 кВт? (Деление одного ядра сопровождается выделением 200 МэВ энергии.)

  • Интерактивные модели, основные иллюстрации.
    • Рисунок 6.8.2. Схема устройства ядерного реактора.
    • Модель. Ядерный реактор
    На дом. 88; вопросы к 88; задача N 1197 – Рымкевич.

    УРОК 88/19. Термоядерные реакции. Применение ядерной энергии.
    Основное содержание учебного материала. Термоядерные реакции, их энергетический выход. Проблема осуществления управляемой термоядерной реакции. Перспективы развития ядерной энергетики. Ядерное оружие. Борьба ученых за мирное использование атомной энергии.
    Демонстрации. Кинофильм «Атомная энергетика».
    Интерактивные модели, основные иллюстрации.

    • Модель. Термоядерные реакции.
    На дом. 89, 90; краткие итоги главы 10; самостоятельное заполнение табл. IV, см. [**, Физика в школе. N6], c. 51; задача: какая энергия выделяется при следующей реакции синтеза:

    УРОК 88'/19'. Этапы развития физики элементарных частиц.
    Основное содержание учебного материала. Основные исторические этапы развития физики элементарных частиц: первый – от электрона до позитрона, второй – от позитрона до кварков, третий – от гипотезы о кварках до наших дней. Понятие об элементарных частицах. Их взаимные превращения. Самостоятельная работа учащихся с таблицей V ([**], с. 51).
    На дом. 93.

    УРОК 88"/19". Открытие позитрона. Античастицы.
    Основное содержание учебного материала. Аннигиляция. Понятие об античастицах. Открытие позитрона. Взаимные превращения частиц и квантов электромагнитного поля, подчинение этих превращений законам сохранения. Классификация элементарных частиц. Понятие о кварках. Работа учащихся [21], с. 178, 179. Решение задач N1184, 1185 – Рымкевич.
    Интерактивные модели, основные иллюстрации.

    • Таблица 6.9.1. Элементарные частицы
    На дом. 94, вопросы после параграфа; краткие итоги главы 11; повторить краткие итоги главы 10.

    УРОК 89/20. Повторительно-обобщающий урок «Развитие представлений о строении и свойствах вещества».
    Основное содержание учебного материала. Опытные основы физики атома и атомного ядра (опыты Резерфорда, исследование спектральных закономерностей и явления радиоактивности, изучение особенностей взаимодействия электронов и ядер в атомах и молекулах с квантами электромагнитного поля и с частицами вещества, определение энергии связи электронов с ядром и нуклеинов в ядре, изучение особенностей протекания ядерных реакций и процессов распада элементарных частиц). Экспериментальные методы исследования структуры вещества (создание потоков частиц высоких энергий, регистрация ионизирующего и фотохимического действия элементарных частиц). Ядерная модель атома. Протонно-нейтронная модель ядра. Элементарные частицы. Подчиненность характера движения и особенностей взаимодействия элементарных частиц законам квантовой механики. Взаимные превращения частиц и квантов электромагнитного поля. Решение задач N 1173, 1175, 1183, 1199, 1207 – Рымкевич и типа:

  • почему траектория бета-частицы (жирный трек на рис. 11, см. [**], с. 51) сильнее искривляется магнитным полем, чем траектория альфа-частицы (учтите, что скорость последней в среднем в 15 раз меньше?
  • чем отличаются по своему строению ядра атомов радиоактивных и нерадиоактивных элементов?
  • какие частицы вызывали следующие реакции:
  • Методические указания. Примерные варианты этой работы приведены в [10], с. 190, 191 и [8], с. 123-130.
    На дом. Задачи по усмотрению учителя для подготовки к контрольной работе.

    УРОК 90/21. Контрольная работа «Световые кванты. Атом и атомное ядро».

    Основные знания и умения. Знать модель атома Резерфорда, квантовые постулаты Бора; виды радиоактивных излучений (альфа-, бета-, гамма-), их физическую природу и свойства; закон радиоактивного распада, состав ядра атома.
    Уметь объяснять происхождение линейчатого спектра, устройство и принцип действия экспериментальных устройств для регистрации заряженных частиц (счетчики, камеры, фотоэмульсии); определять характеристики заряженных частиц по их трекам; использовать изученный теоретический материал для объяснения выделения энергии при реакциях распада и синтеза ядер; составлять уравнения ядерных реакций; объяснять принцип действия ядерного реактора; иметь представление об элементарных частицах и кварках.

     

    НазадВперёд
    К содержанию