Презентация, доклад по физике на тему Строение атома. Протонно-нейтральная модель атома

силы. Превращение ядер. Ядерные реакции»

Учитель физики средней школы № 31
пос. Жалагаш
Иванченко Галина Николаевна

Девиз: через общение развивается человек.

строения и свойств ядра;
2) Познакомить учащихся с ядерными силами, существенно отличающиеся от ранее известных, подготовить учащихся к тематическому оцениванию знаний.
Учебно-наглядный комплекс:
Презентация в Microsoft Power Point.
“Периодическая таблица химических элементов Д. И. Менделеева”.
Компьютер, раздаточный дидактический материал (тестовые задания) для учащихся.
Структура урока:
Организационный момент.
Введение (1 - 2 мин.) - сообщение учителя. Повторение.
2. Изучение нового материала (20 - 25 мин.) с помощью презентационного материала. -
рассказ учителя, беседа с учениками.
3. Закрепления нового материала (15 мин.) -
тематическое тестирование (выполнение упражнений).
4. Подведение итогов, оценки за урок.
5.Домашнее задание (1 - 2 мин.).

по мере накопления физикой фактов о свойствах вещества. Открыли электрон, измерили его массу. Мысль об электронном строении атома, впервые высказанную В. Вебером в 1896 г., развил Х. Лоренц. Именно он создал электронную теорию:
электроны входят в состав атома.
Опираясь на эти открытия, Дж. Томсон в 1898 г. Предложил модель атома в виде положительно заряженного шара радиусом 10-10 м, в котором плавают электроны, нейтрализующие положительный заряд (рис. 1)

Рис. 1

Планетарная модель

физиком Э. Резерфордом (рис. 2)

Рис.2

что какая-то часть частиц отклоняется на довольно значительный угол от своего первоначального направления, а небольшая часть – отражается от фольги. Но согласно модели атома Томсона, частицы могли отклоняться только на углы около 20 (рис.3)

Резерфорд показал, что модель Томсона находится в противоречии с его опытами. Обобщая результаты своих опытов.

Резерфорд предложил ядерную (планетарную) модель строения атома (рис.4)

Атом имеет ядро, размеры которого малы по сравнению с размерами самого атома (рис. 5)

В ядре сконцентрирована почти вся масса атома.

Отрицательный заряд всех электронов распределен по всему объему атома.

Рис.3

Рис. 5

Рис.4

Вокруг ядра вращаются электроны

е = -1,6 10 ¯ Кл

19

Заряд протона равен

по модулю заряду электрона

-зарядовое число - порядковый номер, заряд ядра, количество протонов, количество электронов.

М
-массовое число - масса ядра, число нуклонов, количество нейтронов М-Z.

расположены в одной клеточке (по-гречески «изос» - равный, «топос» – место (рис. 9). Химические свойства изотопов почти тождественны. Если элементов всего в природе - около 100, то изотопов - более 2000. Многие из них неустойчивы, то есть радиоактивны, и распадаются, испуская различные виды излучений. Изотопы одного и того же элемента по составу отличаются лишь количеством нейтронов в ядре.

Рис. 9

тритий

на фотопластинку).

нейтральной частицы казалась Резерфорду настолько привлекательной, что он незамедлительно предложил группе своих учеников во главе с Дж. Чедвиком заняться поиском такой частицы.
Через 12 лет в 1932 г. Чедвик экспериментально исследовал излучение, возникающее при облучении бериллия? -частицами, и обнаружил, что это излучение представляет собой поток нейтральных частиц с массой, примерно равной массе протона. Так был открыт нейтрон. На рис.6 приведена упрощенная схема установки для обнаружения нейтронов.    

Рис.6

Нейтрон – это элементарная частица.
Это не протон -электронная пара, как первоначально предполагал Резерфорд.
По современным измерениям, масса нейтрона mn = 1,67493·10–27 кг = 1,008665 а.е.м.

В энергетических единицах масса нейтрона равна 939,56563 МэВ.
Масса нейтрона приблизительно на две электронные массы превосходит массу протона.

Протон-нейтронная модель ядра
Сразу же после открытия нейтрона российский ученый Д. Д. Иваненко и немецкий физик В. Гейзенберг выдвинули гипотезу о протонно-нейтронном строении атомных ядер, которая полностью подтвердилась последующими исследованиями (рис. 7)
По современным измерениям, положительный заряд протона в точности равен элементарному заряду e = -1,60217733·10–19 Кл,
то есть равен по модулю отрицательному заряду электрона. В настоящее время равенство зарядов протона и электрона проверено с точностью 10–22. Такое совпадение зарядов двух непохожих друг на друга частиц вызывает удивление и остается одной из фундаментальных загадок современной физики.

Масса протона, по современным измерениям, равна mp = 1,67262·10–27 кг.

Протоны и нейтроны в ядре
принято называть нуклонами.

Рис. 7

имеют заряда

В 1932 году Чедвик открыл нейтрон, масса нейтрона больше массы протона

qэл=-Ze

Если атом теряет один электрон, то

он становится положительным ионом

Если атом присоединяет электрон, то

он становится отрицательным ионом.

заряда нейтроны;
Количество протонов равно числу электронов;
В целом атом нейтрален.

Символическое обозначение ядра атома

А - число нуклонов, т.е. протонов + нейтронов (или атомная масса) Z - число протонов (равно числу электронов) N - число нейтронов (или атомный номер)
N = A - Z

содержится в ядрах следующих элементов:

11 Na23
A = 23 N = 23 – 11 = 12 Z = 11

11Na21
A = 21 N = 21 – 11 = 9 Z = 11


4B 9
A = 9 N = 9 – 4 = 5 Z = 4

Самостоятельно: 8O16 3Li7 6C12 7N14 9F19 13Al27 92U235 82Pb207 92U239
2. Чем отличаются следующие элементы:

8О17 и 8О16 92U235 и 92U239

Отто Ган и
Фриц Штрассман

эти силы удерживают одноименно заряженные протоны в ядре, не давая им разлететься под действием электрических сил отталкивания

сравнительно медленно убывающих кулоновских сил. На основании опытных данных можно заключить, что протоны и нейтроны в ядре ведут себя одинаково в отношении сильного взаимодействия, т. е. ядерные силы не зависят от наличия или отсутствия у частиц электрического заряда.

ЯДЕРНЫЕ СИЛЫ:
силы притяжения;
действуют между всеми нуклонами в ядре;
короткодействующие.

Рис.8

удерживаться внутри ядер огромными силами, во много раз превосходящими силы кулоновского отталкивания протонов. Силы, удерживающие нуклоны в ядре, называются ядерными.
Особенности ядерных сил:
Ядерные силы примерно в 100 раз превосходят электростатические силы и на десятки порядков превосходят силы гравитационного взаимодействия нуклонов.
2.Важной особенностью ядерных сил является их короткодействующий характер. Ядерные силы заметно проявляются, как показали опыты Резерфорда по рассеянию
a-частиц, лишь на расстояниях порядка размеров ядра (10–14–10–15 м).
Ядерные силы очень быстро спадают с расстоянием. Радиус их действия порядка 0,000 000 000 000 001 метра.
Для этой сверхмалой длины, характеризующей размеры атомных ядер, ввели специальное обозначение Фм (в честь итальянского физика Э. Ферми, 1901-1954)
Все ядра имеют размеры нескольких Ферми.
Радиус ядерных сил равен размеру нуклона, поэтому ядра – концентрация и очень плотной материи. Возможно, самой плотной в земных условиях.

.

ядерных сил - только силы притяжения - во много раз больше кулоновских - зарядовая независимость - взаимодействуют с ограниченным числом нуклонов - короткодействующие - не являются центральными

уменьшением массы, т. е. масса ядра должна быть меньше суммы масс отдельных нуклонов, образующих это ядро.

или элементарной частицей, сопровождающийся изменением состава и структуры A (a, b) B или А + а → В + b

смещения
α – распад:


β – распад:

обнаружению протонов в продуктах распада ядер Резерфорд бомбардировал атомы азота α-частицами. При соударении частиц происходила ядерная реакция, протекавшая по следующей схеме:

помощью протонов большой энергии, полученных на ускорителе, в 1932 году:

(энергия больше 10 МэВ) - под действием различных частиц: протонов, нейтронов … - синтез ядер; - деление ядер - с поглощением энергии и с выделением энергии

частицы необходимо, чтобы частица обладала кинетической энергией, достаточной для преодоления действия сил кулоновского отталкивания. Незаряженные частицы, например нейтроны, могут проникать в атомные ядра, обладая сколь угодно малой кинетической энергией.

возбужденного ядра.
испускание частицы ядром
происходит подобно испарению молекулы с поверхности капли жидкости.
Промежуток времени от момента поглощения ядром первичной частицы до момента испускания вторичной частицы составляет примерно 10-12 с.

импульса;
- заряда;
- закон сохранения так называемого барионного заряда (т. е. числа нуклонов – протонов и нейтронов);
- законы сохранения, специфические для ядерной физики и физики элементарных частиц.

химической ?
3. Почему образовавшиеся ядра гелия разлетаются в противоположные стороны?
4. Является ли ядерной реакция испускания α –частицы ядром?

?


714N + ? → 614C + 11p


714N + 2 4He→ ? + 11H

11H

1327Al + 2 4He → 1530P + ?
(1934 г. Ирен Кюри и Фредерик Жолио-Кюри получили радиоактивный изотоп фосфора)

? + 2 4He → 1430Si +11p

– «3»
15-20 баллов  - «4»
20-25 баллов – «5»

по изученной теме.
Какой мешок ваш – определит сегодняшний урок.
Проведем самопроверку,
выставим себе оценку по объему мешка:

(маленький) –“3”,

(средний) –“4”,

(большой) –“5”

Спасибо за урок.

элементов с порядковыми номерами Z = 110 -114 В Дубне был получен 114-й элемент с атомной массой А = 289, который "жил" всего 30 секунд, что невероятно долго для атома с ядром такого размера. Сегодня теоретики уже обсуждают свойства сверхтяжелых ядер массой 300 и даже 500.