Мета уроку: Навчальна: Ознайомлення учнів з моделлю ядра атома й з історією відкриття протона і нейтрона.

Розвивальна. Розвивати творчий підхід до навчання як засіб виховання стійкого інтересу до предмета.

Виховна. Виховувати уважність, зібраність, спостережливість.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

 Всі тверді, рідкі, і газоподібні речовини складаються з атомів або молекул.

Фізична модель атома, у свою чергу, більш докладно розкриває подробиці його будови.

Атом складається

• з щільного ядра з позитивно заряджених протонів та електрично нейтральних нейтронів. Ядро оточене набагато більшою за розміром оболонкою з негативно заряджених електронів.
• Кількість протонів дорівнює кількості електронів і тому атом є електрично нейтральним. При втраті чи набутті одного або кількох електронів, атом перетворюється на іон, що має певний позитивний чи негативний електричний заряд. 

​

Позначення

X - cимвол елемента

Z - атомний (порядковий) номер

елемента.  Він дорівнює числу

протонів в ядрі, числу

електронів в оболонці і

електричному заряду ядра.

А - масове число. 

А = Z + N.

Число протонів дорівнює атомному номеру

елемента Z в періодичній системі елементів і називають зарядовим числом.

Число нейтронів позначають N Масовим числом називають суму : A= Z+N

Атомна одиниця маси дорівнює 1/12 маси атома Карбону 1 а.е.м. = 1,66057 * 10^-27 кг

​

ІЗОТОПИ

• Ізотопи являють собою ядра з тим самим значенням Z, але різним масовим числом нейтронів
• Наприклад Водень має три ізотопи, а саме:

​

Ізотопи даного елемента відрізняються один від одного тільки числом нейтронів.

Таким чином, ізотопи мають:�- Однаковий атомний номер Z (однакове число протонів),�- Різні масові числа А (різне число нуклонів). 

Більшість хімічних елементів являє собою суміш різних ізотопів.

Ізотопи гідрогену

Наприклад ізотопи урану

Основні властивості ядерних сил

• 1) найпотужніші сили
• 2) є силами тільки притягання
• 3)є близькодійними
• 4)не залежить від заряду
• 5) мають властивість насичення

Чим характеризувати міцність ядер?

• Ядерні сили — найпотужніші з усіх, які ми знаємо на сьогоднішній день, вони діють між протонами і нейтронами.
• Вони не тільки майже повністю гасять взаємне відштовхування протонів, яке на таких малих відстанях є досить великим, але й зв'язують їх у винятково міцну сім'ю.

Енергія зв'язку атомного ядра

• Енергія зв'язку визначається величиною тієї роботи, яку потрібно виконати для розщеплення ядра на нуклони, що його складають.
• Обчислити енергію зв'язку можна, лише застосовуючи співвідношення Ейнштейна між масою та енергією:

Е=mc²

​

Питома енергія зв'язку.

Дефект маси

• Маси ядер можна виміряти з високою точністю за допомогою мас-спектрометра.
• Маса атомного ядра завжди виявляється менше суми мас нуклонів. Це явище називають дефектом маси Δm.

​

• Дефект маси -

це різниця між сумою

мас всіх нуклонів, що

містяться в ядрі,

• і масою ядра.

​

Дефект маси

​

Дефект маси обумовлений енергією зв'язку ядра E_зв, яка виділяється в результаті з'єднання нуклонів в ядрі. Масу, відповідну енергії зв'язку ядра

(тобто. дефект маси), можна знайти за допомогою рівняння Ейнштейна 

E = Δ mc².�

Одиниці вимірювання дефекту мас і енергії зв’язку.

• Дефект мас вимірюють в а.о.м., оскільки в таблицях відносні атомні маси наведені саме в а.о.м.
• Енергію зв’язку вимірюють в МеВ.

​

Питома енергія зв‘язку

• Важливим параметром ядра є питома енергія зв'язку – це енергія зв'язку , що припадає на один нуклон ядра, яку можна обчислити, розділивши енергію зв'язку ядра на кількість нуклонів, що містяться в ньому:

f=Eзв /А

​

Питома енергія зв’язку була виміряна експериментально практично для всіх ядер

​

​

​

На наскільки великою є енергія зв'язку ?

• Утворення 4 г гелію супроводжується виділенням такої самої енергії, що й при згорянні 1,5—2 вагонів кам'яного вугілля

Графік залежності питомої енергії зв‘язку від кількості нуклонів в ядрі

 �ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ�

• 1). Якісні питання:
• Чому енергія зв’язку атома Гідрогену 11Н дорівнює нулю?

​

Розв'язання

• Ядро атома Гідрогену складається з одного протона.

​

2. Чому питома енергія зв’язку у важких ядрах убуває зі збільшенням масового числа?

3. Як зміниться маса системи з одного вільного протона й одного нейтрона, якщо вони утворять атомне ядро?

• Розв'язання. Маса системи зменшиться на

​

​

ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ

4) 1г води, взятої за температури 0°С , перетворили на стоградусну пару. На скільки маса пари більша за масу води? Питома теплоємність води дорівнює 4200 Дж/кг ∙ К, питома теплота пароутворення 2,3 ∙10⁶ Дж/кг.

Розв'язання. Під час нагрівання води її маса збільшується, оскільки зростає повна енергія води на величину

​

яка дорівнює кількості теплоти, спожитої водою:   

 �ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ�

5)Знайдіть дефект мас і енергію зв'язку ядра Нітрогену .

​

​

— див. таблицю «Відносна атомна маса деяких ізотопів»

 �ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ�

Маси деяких елементарних частинок і атомів

Розвязування задач.

ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

• Енергія зв'язку визначається величиною тієї роботи, яку потрібно виконати для розщеплення ядра на нуклони, що його складають.
• Питома енергія зв'язку — це енергія зв'язку, яка припадає на один нуклон.
• Дефектом мас називається різниця між сумарною масою всіх нуклонів ядра у вільному стані та масою ядра
• Вивільнення енергія зв'язку можливе як внаслідок злиття (синтезу) легких ядер так і поділу важких ядер.

Використані Інтернет-джерела

• 1.https://formula.kr.ua/atomi/enerhiia-zv-iazku-iadra.html
• 2.https://fizmat.7mile.net/fizika-11/at-06-energiya-zvyazku-defekt-mas.htm
• 3.https://www.google.com/search?q=%D0%86%D0%B7%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%B8&sxsrf=ALeKk01NoXgD5NEfmW8nTTaDu4Ab8wFpCg:1585825506786&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=2ahUKEwi4wIewzMnoAhXo-ioKHflAC8YQ_AUoAXoECA0QAw&biw=1517&bih=675#imgrc=527H2V-cGWBnSM&imgdii=IeyD3Hl4WnOAOM
• 4.https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f0/Nucleus_drawing.svg
• 5.https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%AF%D0%B4%D1%80%D0%BE_%D0%B0%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%B0

​

Домашнє завдання.

Подивіться презентацію, прочитайте параграф 39, випишіть формули, розв'язати задачі:

​

1.Визначте енергію зв’язку ядра ¹⁶₈О.

Підказка: Спочатку шукаємо дефект мас. Маса ізотопу оксигену рівна 15, 994915 а.о.м. Відповідь подайте в МеВ, заокругліть до 2 знаків після коми.

​

2.Визначте питому енергію зв’язку ядра ²³₁₁Nа.

Підказка: Спочатку шукаємо дефект мас, далі енергію зв’язку і далі лишиться лише розділити отримане значення на нуклонне число. Маса ізотопу натрію рівна 22, 989771 а.о.м. Відповідь подайте в МеВ/нуклон, заокругліть до 2 знаків після коми.

3. Обчислити дефект маси та енергію зв’язку ядра

​