•Mục tiêu bài học
Mục tiêu về kiến thức:
- Nêu được cấu tạo của các hạt nhân.
- Nêu được các đặc trưng cơ bản của prôtôn và nơtrôn. - Giải thích được kí hiệu của hạt nhân.
- Định nghĩa được khái niệm đồng vị.
- Viết được hệ thức Anh-xtanh giữa khối lượng và năng lượng. - Nêu được lực hạt nhân và các đặc điểm của lực hạt nhân. - Nêu được độ hụt khối và năng lượng liên kết của hạt nhân.
Mục tiêu về kỹ năng:
- Rèn luyện kỹ năng tìm kiếm thông tin.
- Bước đầu hình thành phương pháp làm việc nhóm.
Mục tiêu về thái độ:
- Rèn luyện tính tích cực, hăng hái trong học tập.
- Rèn luyện ý thức và trách nhiệm khi làm việc hợp tác với các bạn khác trong nhóm.
•Chuẩn bị
Giáo viên:
- Phiếu học tập số 1, số 2 và số 3
- Các câu hỏi trắc nghiệm của trò chơi “Vui để học” và đáp án - Máy chiếu, bút viết.
Học sinh:
- Chuẩn bị bài mới ở nhà
•Tiến trình dạy học
Hoạt động 1(5 phút): Giới thiệu và phổ biến kế hoạch học tập chương “Hạt nhân nguyên tử”
Hoạt động của GV Hoạt động
của HS
Giới thiệu:
TB. Chương “Hạt nhân nguyên tử” là chương thứ 7 trong sách giáo khoa Vật lí 12, nội dung của chương gồm các bài học như sau:
- Bài 35. Tính chất và cấu tạo hạt nhân. (2 tiết)
- Bài 36. Năng lượng liên kết của hạt nhân-Phản ứng hạt nhân. (2tiết)
- Bài 37. Phóng xạ. (1 tiết)
- Bài 38. Phản ứng phân hạch. (1 tiết)
- Bài đọc thêm: Lò phản ứng PWR
- Bài 39. Phản ứng nhiệt hạch. (1 tiết)
Ngoài 7 tiết học lý thuyết kể trên thì chúng ta có thêm 1 tiết bài tập về: năng lượng hạt nhân - phản ứng hạt nhân và 1 tiết bài tập về: định luật phóng xạ.
TB. Nội dung kiến thức của chương “Hạt nhân nguyên tử” là những kiến thức của Vật lí hiện đại, do đó nó sẽ góp phần hoàn chỉnh kiến thức Vật lí phổ thông của các em. Thêm nữa vấn đề về hạt nhân nguyên tử có gắn với vấn đề năng lượng, đời sống và môi trường, và gắn liền với với việc đào tạo nguồn nhân lực khoa học công nghệ cho ngành Vật lí hạt nhân.HS nào có sở thích và năng lực học tập về hạt nhân nguyên tử có thể đăng ký thi đại học vào các trường có đào tạo ngành Vật lí hạt nhân và nguyên tử.
Phổ biến kế hoạch học tập
TB. Kiến thức của phần hạt nhân nguyên tử là tương đối mới mẻ so với các em, các kiến thức này rất trừu tượng, sử dụng nhiều kiến thức toán học, cũng như không có thí nghiệm trực quan để quan sát. Do đó để rèn luyện khả năng đọc tài liệu để tự chiếm lĩnh các nội dung kiến thức trong SGK, cũng như mở rộng thêm các kiến thức mà SGK chưa
Lắng nghe và nêu thắc mắc của mình
nói rõ và rèn luyện khả năng hợp tác cho các em nên GV sẽ tổ chức dạy học chương “Hạt nhân nguyên tử” theo hình thức tổ chức dạy học theo nhóm. Nội dung của chương sẽ được phân chia thành các bài học như sau:
- Bài học 1. Cấu tạo, tính chất và năng lượng liên kết của hạt nhân.(2tiết)
- Bài học 2. Phản ứng hạt nhân. (2 tiết)
- Bài học 3. Phóng xạ. (2 tiết)
- Bài học 4. Phản ứng phân hạch - phản ứng nhiệt hạch. (2 tiết)
- Ôn tập. (1 tiết)
TB. Thời gian học chương “Hạt nhân nguyên tử” kéo dài trong 4 tuần từ ngày 17 - 02 - 2014 đến ngày 17 - 03 - 2014
TB. Hình thức kiểm tra đánh giá có sự kết hợp giữa điểm làm việc của nhóm và điểm làm việc của cá nhân.
Hoạt động 2(5 phút): Giới thiệu chương VII: Hạt nhân nguyên tử và bài học 1: Cấu tạo, tính chất và năng lượng liên kết của hạt nhân (làm việc cả lớp)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
H. Em hãy cho biết vai trò của năng lượng trong cuộc sống của con người?
H. Nêu tên các nguồn năng lượng có sẵn trong tự nhiên mà em biết?
TB. Việc gia tăng khai thác và sử dụng các nguồn tài nguyên năng lượng như hiện nay đã dẫn đến nguồn tài nguyên năng lượng không tái sinh như than, dầu lửa, khí đốt đang bị cạn kiệt. Thêm nữa việc khai thác và sử dụng các nguồn nguyên liệu hóa thạch có quy mô càng lớn thì càng ảnh hưởng đến môi trường sinh thái và làm gia tăng hiệu ứng nhà kính. Do đó vấn đề đặt ra đối với
TL. NL có vai trò sống còn đối với cuộc sống con người, nó quyết định sự tồn tại, phát triển và chất lượng cuộc sống con người.
TL.Than, dầu thô, khí tự nhiên, mặt trời, củi gỗ, năng lượng gió…
con người là tìm kiếm và sử dụng những nguồn nhiên liệu khác vừa đảm bảo cung cấp năng lượng để phát triển xã hội vừa đảm bảo ít ảnh hưởng đến môi trường. - Thời gian gần đây năng lượng hạt nhân với những ưu điểm của nó đang được nhiều nước nghiên cứu và đưa vào sử dụng với mục đích hòa bình trong đó có nước ta. - Chắc bây giờ các em thắc mắc năng lượng hạt nhân là gì? Nó có những ưu điểm gì? Cách sử dụng nó như thế nào? Kiến thức của chương VII: Hạt nhân nguyên tử sẽ giúp các trả lời được các câu hỏi này.
- Trước hết, để có những kiến thức nền tảng để nghiên cứu về năng lượng hạt nhân chúng ta bắt đầu nghiên cứu nội dung kiến thức đầu tiên: cấu tạo, tính chất và năng lượng liên kết của hạt nhân.
Hoạt động 3(15 phút): Tìm hiểu về cấu tạo hạt nhân
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- Nêu vấn đề: Em hãy nêu rõ cấu tạo của nguyên tử và cấu tạo hạt nhân mà em đã được học trước đây?
- Phân chia 2 HS ngồi chung bàn thành một cặp.
- Yêu cầu mỗi cặp đôi viết ý kiến trả lời của nhóm mình ra giấy. Mỗi nhóm có 5 phút để chia sẻ và viết ý kiến ra giấy.
- Hết giờ làm việc nhóm, yêu cầu mỗi nhóm dừng thảo luận và trình bày các ý kiến của nhóm mình trước lớp. - GV nhờ 2HS viết ý kiến của các nhóm lên bảng, nhận xét tính đúng hay sai của các ý kiến và kết luận lại các kiến thức trọng tâm.
- Lắng nghe GV đặt vấn đề. -Hình thành cặp đôi. - Viết các ý kiến ra giấy.
- Trình bày ý kiến trước lớp - Lắng nghe GV nhận xét và ghi nhận kiến thức
+ Hạt nhân mang điện tích +Ze, các êlectron quay xung quanh hạt nhân. Kích thước hạt nhân rất nhỏ (10-14÷10- 15m), nhỏ hơn kích thước nguyên tử khoảng 104 ÷ 105 lần.
TB. Số poton trong hạt nhân là Z, với Z là số thứ tự trong bảng tuần hoàn. VD: H có Z = 1, C có Z = 6 Tổng số nuclon trong hạt nhân là A gọi là số khối.
H.Số nơtrôn được xác định qua A và Z như thế nào?
TB.Kí hiệu của hạt nhân của nguyên tố X là: A ZX
H. Tìm số proton, số khối và số nơtron của các hạt nhân sau: 11H, 126C, 23892U H. Đồng vị là gì? TB.Hidro có ba đồng vị: 1 1H : hidro thường (99,99%) 2
1H : hidro nặng (0,015%) còn gọi là đơtơri 2 1D
3
1H : hidro siêu nặng, không bền, còn gọi là triti 3 1T
- Cacbon có nhiều đồng vị, trong đó có 2 đồng vị bền là
12
6C (khoảng 98,89%) và 13
6C(1,11%), đồng vị 14 6Ccó nhiều ứng dụng.
H. Đơn vị khối lượng nguyên tử là gì? Có giá trị bằng bao nhiêu kg?
YC. Tính ra khối lượng u hoặc kg các hạt sau Hạt proton 11p nơtron 1
0n heli 24He
đơn vị kg 1,67262.10 -27 1,67493.10 -27 ?
đơn vị u ? ? 4,0015
+ Cấu tạo bởi hai loại hạt là prôtôn và nơtrôn (gọi chung là nuclôn) + Prôtôn: mp = 1,67262.10 - 27 kg, điện tích (+e) + Nơtrôn: mn = 1,67493.10 - 27
kg không mang điện.
TL.Số nơtrôn = A – Z. TL 1 1H có Z = 1, A = 1, N = 0 12 6CcóZ = 6, A = 12, N = 6 238 92U cósố proton 92, số khối 238, số nơtron = A - Z = 146 TL. Các hạt nhân đồng vị là những hạt nhân có cùng số Z, khác nhau số A Ghi nhận
TL. Đơn vị khối lượng nguyên tử u, có giá trị bằng 1/12 khối lượng nguyên tử của đồng vị 12 6C 1 u = 1,66055.10-27 kg. TL. mp = 1,0072 u mn = 1,0086 u mHe = 6,6447.10-27 kg
Hoạt động 4(45 phút): Hệ thức Anhxtanh giữa khối lượng và năng lượng - Năng lượng liên kết hạt nhân (tổ chức hoạt động nhóm)
Trong hoạt động này GV sẽ tiến hành dạy học theo các bước như sau: - Bước 4A: Nêu nhiệm vụ học tập
- Bước 4B: Hình thành nhóm - Bước 4C: Làm việc nhóm
- Bước 4D: Báo cáo kết quả và rút ra nội dung kết luận của bài học
Hoạt động 4.A (3 phút) Nêu nhiệm vụ học tập
Hoạt động của GV Hoạt động của
HS TB. Cho HS biết rõ nhiệm vụ hoạt động của các nhóm là giống
nhau, cụ thể nhiệm vụ học tập của các nhóm là:
+ Tìm hiểu mối liên hệ giữa khối lượng và năng lượng theo thuyết tương đối.
+ Giải thích rõ cách tính động năng của một vật theo thuyết tương đối.
+ Tìm hiểu về năng lượng liên kết của hạt nhân và ý nghĩa của nó.
Các nhiệm vụ và hướng dẫn được nêu trong phiếu học tập 1 (xem phụ lục 3)
Lắng nghe và tiếp nhận nhiệm vụ.
Hoạt động 4.B (7 phút) Hình thành nhóm
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- Chia lớp thành các nhóm, mỗi nhóm bao gồm 6HS có đầy đủ năng lực học tập khác nhau. Do lớp thực nghiệm có 36 HS nên GV sẽ chia lớp thành 6 nhóm
YC.Các nhóm nhanh chóng ổn định vị trí làm việc.
YC. Các nhóm bầu nhóm trưởng và thư ký.
- Tiến hành bốc thăm chia nhóm.
- Ổn định vị trí làm việc. - Bầu nhóm trưởng và thư ký.
Hoạt động 4.C (25 phút) Làm việc nhóm để hoàn thành nhiệm vụ
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- Phát phiếu học tập số 1 và thông báo thời gian làm việc của các nhóm trong khoảng 25 phút.
YC. Các nhóm lập kế hoạch.
- Nhận phiếu học tập
Đây là tiết học đầu tiên có tổ chức nhóm nên GV có thể hướng dẫn HS lập kế hoạch làm việc theo các bước như: chuẩn bị tài liệu học tập, phân công công việc trong nhóm, lập kế hoạch thời gian, thoả thuận về quy tắc làm việc, mỗi HS đều có phần nhiệm vụ của mình và ghi lại kết quả làm việc, khi thành viên trong nhóm trình bày thì mỗi HS cần lắng nghe và không được ngắt lời.
YC. Các nhóm tiến hành giải quyết nhiệm vụ.
Trong lúc các nhóm thảo luận, GV quan sát, di chuyển đến các nhóm để giúp đỡ khi cần thiết và đánh giá hoạt động của các nhóm.
và lập kế hoạch làm việc
- Bắt đầu tiến hành hoạt động nhóm.
+ Đọc kỹ tài liệu.
+ Thực hiện công việc đã phân công.
+ Thảo luận trong nhóm về việc giải quyết nhiệm vụ.
Hoạt động 4.D (10 phút) Báo cáo kết quả và rút ra nội dung kết luận của bài học
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
YC. Khi hết thời gian làm việc nhóm, GV yêu cầu các nhóm nộp lại phiếu học tập để bắt đầu báo cáo kết quả và chấm chéo giữa các nhóm.
YC. Một thành viên bất kỳ trong nhóm trình bày từng vấn đề mà nhóm đã tìm hiểu, các nhóm khác lắng nghe đặt câu hỏi và bổ sung ý kiến.
- Sử dụng máy chiếu có chuẩn bị câu trả lời để lần lượt sửa kết quả cho các nhóm và khái quát lại kiến thức của bài học. - Thu phiếu học tập đã được các nhóm chấm xong
- Nộp phiếu học tập và chấm bài cho nhóm khác - Trả lời và thảo luận trước lớp
- Ghi nhận kiến thức
Hoạt động 5 (5 phút) Trò chơi “Tiếp sức”
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- Mỗi nhóm được phát một phiếu câu hỏi. Mỗi HS trong nhóm có 30 giây để trả lời, hết 30 giây phiếu câu hỏi được chuyền tay đến thành viên tiếp theo, cứ như vậy cho đến khi hết thời gian.
- Thu phiếu câu hỏi, giải đáp các câu hỏi và công bố đáp án
- Các nhóm tham gia trò chơi
PHIẾU CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM TRÒ CHƠI “TIẾP SỨC”
Nội dung câu hỏi Đáp án
Câu 1: Hạt nhân Hêli gồm có 2 proton và 2 nơtron, proton có khối lượng mp, nơtron có khối lượng mn, hạt nhân Hêli có khối lượng mα. Khi đó ta có:
A. mp+mn >mα B. 1 2 p n m +m > mα C. 2(mp +mn)<mα D. 2(mp +mn)=mα B
Câu 2. Giả sử hai hạt nhân X và Y có độ hụt khối bằng nhau nhưng số nuclôn của hạt nhân X lớn hơn số nuclôn của hạt nhân Y thì:
A.hạt nhân Y bền vững hơn hạt nhân X.
B.hạt nhân X bền vững hơn hạt nhân Y.
C.năng lượng liên kết riêng của hai hạt nhân bằng nhau.
D.năng lượng liên kết của hạt nhân X lớn hơn của hạt nhân Y.
A
Câu 3.Năng lượng liên kết của hạt nhân có giá trị bằng:
A.toàn bộ năng lượng của nguyên tử gồm động năng và năng lượng nghỉ.
B.năng lượng của hạt nhân tính trung bình trên số nuclôn.
C.năng lượng liên kết các êlectron và hạt nhân nguyên tử.
D.năng lượng tỏa ra khi các nuclôn liên kết với nhau tạo thành hạt nhân.
D
Câu 4. Một hạt có khối lượng nghỉ m0. Theo thuyết tương đối, động năng của hạt này khi chuyển động với tốc độ 0,8c (c là tốc độ ánh sáng trong chân không) là:
A. 0,67m0c2. B. 0,64m0c2. C. 1,25m0c2. D. 0,8m0c2.
A
Câu 5: Một hạt có khối lượng nghỉ m0. Theo thuyết tương đối, động năng
của hạt này khi chuyển động chiếm 28,57% so với năng lượng toàn phần của nó. Tốc độ chuyển động của hạt này bằng:
A. 0,6c. B. 0,64c. C. 0,7c. D. 0,74c.
C
Hoạt động 6(10 phút): Kiểm tra cá nhân (làm việc chung cả lớp)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
YC.HS chuẩn bị làm bài kiểm tra
- Phát phiếu học tập số 2 (phiếu học tập kiểm tra cá nhân
- Ổn định, chuẩn bị làm bài kiểm tra.
xem phụ lục 3) và bắt đầu làm bài.
Hoạt động 7(5 phút): Tổng kết và giao nhiệm vụ về nhà (làm việc chung cả lớp)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- Khi hết giờ làm bài, GV thu phiếu học tập số 2 và sửa đáp án từng câu cho HS.
- GV đánh giá chung những điều được và chưa được của tiết học để HS cần phát huy và khắc phục trong những tiết học sau.
YC.Ôn tập bài cũ và làm bài tập về nhà: 6,7 SGK trang 180 và 4,5,6 SGK trang 187.
YC.Chuẩn bị bài mới: phản ứng hạt nhân
Đọc sách giáo khoa và hoàn thành phiếu học tập về nhà (phiếu học tập nhiệm vụ về nhà) - Nộp bài và cùng GV sửa bài. - Lắng nghe GV đánh giá - Tiếp nhận nhiệm vụ - Tiếp nhận nhiệm vụ
PHIẾU HỌC TẬP (NHIỆM VỤ VỀ NHÀ CỦA HS) Chuẩn bị cho bài học 2: Phản ứng hạt nhân
Nhiệm vụ Kết quả
Câu 1: Nêu quy tắc hình bình hành để tổng hợp hai vectơ? Công thức tính độ lớn của vectơ tổng hợp từ hai vectơ cho trước?
Câu 2. Nếu hai vectơ cùng phương cùng chiều thì vectơ tổng hợp có đặc điểm gì?
Câu 3: Nếu hai vectơ cùng phương ngược chiều thì vectơ tổng hợp có đặc điểm gì?