核反应核能正式版

1、§ 225核反应核能【教学目的】1. 让学生知道什么是原子核的人工转变，什么是核反应，如何用核反应方程表示核反应。2. 知道质量亏损的概念并会计算。理解爱因斯坦质能方程的物理意义，并能计算核。3. 培养学生的理解能力、推理能力及数学计算能力。4. 通过学习，让学生体验科学家进行探索实验、抽象概括、推理判断的基本方法。5. 培养学生尊重客观、热爱科学的精神。6. 使学生树立起实践是检验真理的标准、科学理论对实践有着指导和预见的作用的观 点。【教学重点】核反应方程是本节课的一个重点，教师要引导学生按照质量数守恒和电荷数守恒的规律 以及有关原子核与粒子的书写规则正确的写出核反应方程。在这个

2、知识点的教学中，应当引 导学生感受查德威克是怎样发现中子的。质能方程是本节课的第二个重点，也是难点。教师 可以让学生了解质量亏损的概念与计算方法，然后讨论质能方程的物理意义，教师对此应当 作出正确的解释，帮助学生认识质能方程蕴含的物理思想，并通过阅读与训练，指导学生掌 握计算核能的基本方法。其中物理单位也属于一个相对难点，应让学生记住、会用。【课时安排】1课时【教具】教师：制作如下幻灯片： 卢瑟福发现质子的实验装置图及操作过程文字说明。 查德威克发现中子的示意图。 核反应方程 1：N + ：He t 18O + ；H4 Be + 2 He + 0n 思考讨论题组 一 、二。 质能联系方程 核电

3、站照片与数据。 课堂练习题 一 、二。 课堂小结。学生：阅读有关核能方面的科普书籍，上网查询或下载一些有关核反应、核研究、核能 的开发与利用的资料。教具教具：实物投影仪，多媒体课件。【教学过程】O、复习&引入问题情景呈现，导入新课师：播放投影1:大亚湾核电站外观图及核反应堆；数据： 1kg铀235燃烧释放出的原子 核能相当于2 500吨优质煤燃烧时放出的热量，只需几千克铀 235就足够上海市24小时的耗 能供应。播放投影2:卢瑟福在1919年，首先发现质子的实验装置图，第一次实现了原子核的人 工转变。在原子核的转变中，遵守哪些规律？如此巨大的核能是从哪里来的呢？这是我们在 本节课将要学

4、习和探究的新问题。师：播放课题名称：五、核反应核能二、新课教学师：请同学们阅读教材，然后回答以下问题。师：板书一核反应，投影简答题组一什么是原子核的人工转变？ 什么是核反应？为什么说原子核的人工转变是核反应的一种？你还知道哪些核反 应？如何用核反应方程表示核反应过程？在核反应中遵循哪些规律？ 试背写出卢瑟福发现质子的核反应方程，查德威克发现中子的核反应方程。试比较说明核反应与化学反应的本质区别。生：阅读有关内容后，先独立思考，然后抽查学生回答问题，互相评价，教师倾听。点 拔强调如下：核反应是一种客观变化。它遵守电荷数与质量数守恒两条规律。核反应方程是对核反应过程的抽象表达。核反应是原子核的变化

5、，结果是产生了新的元素，“点石问金”的梦想在核反应中得以实现；而化学反应且是原子的重组，原子外层电子的得失，结果是生成了新的分石蜡子，并无新元素的产生。 师；投影练习题组 二。请同学们指出下列核反应方程的真伪，错误的加以纠正。A. 号N + a t ； 0 +质子B. 17c + 2 He t 18o + ；HC. 9 Be + 4 He t + 丫 （光子） 1D. 1H + 0n t 2 H + y （光子）学生观察，相互讨论，指出真伪及错误所在。同时，请四位不同能力的学生上讲台改正 并讲述理由。师：质量数和电荷数守恒是判断核反应方程正确与否的必要条件。但是，人们是否可以 用这两个条件来编

6、写核反应方程呢？如果不可以的话，应该采用什么办法来确定核反应的产 物，检验核反应的真伪呢？下面我们一起体验查德威克（英）在1832年是如何发现并确定 “中子”的。（学生激起悬念，试目以待。）师：投影幻灯片一一中子是怎样发现的？未知射线图 22-9天然放射性元素Po放出a粒子，轰击铍（Be）原子核时，发出了一种未知射线，这种未知射线可以从石蜡（含碳）中打出质子（；H）。那么我们如何确定这种未知射线的本质特征 呢？即确定它是否带电？如果带电的话，带的是正电还是负电？电荷数如何？质量数如何？学生分组讨论，提出初步的设想及根据，然后全班同学共同交流和比较，形成一个或几 个科学而又可行的方案。最后，教师

7、评价，肯定、鼓励同学们表现出的热情和智慧。对不足 之处加以引导、点拨、纠正。教师归纳同学的设计并板书如下内容：这种未知射线： 在空气中的速度小于光速 c的1/10=不是光子; 在电场或磁场中不会偏转 =不带电; 与碳核和氢核（或其它核）发生弹性正碰，一定符合动量守恒定律和能量守恒定律。最终结论：未知射线是质量近似等于质子质量但不带电的基本粒子一一“中子”。刚才我们研究了核反应中生成新元素和粒子的确定方法及表达形式，下面，我们从能量 的角度来分析核反应现象。教师板书：二 核能的释放及计算师：朗读教材，板书：1.核能一一核反应中释放的能量。核能是从哪里来的？学生阅读教材后，独立思考上述问题，教师倾

8、听、询问、了解学生提出的各种疑问，然 后启发讲解，投影如下内容：爱因斯坦质能方程：E=mC中，E表示物体的能量，m表示物体的质量，c表示真空中的光 速。 物体具有的能量与它的质量成正比，物体的能量增大了，质量也增大；能量减小了, 质量也减小。 任何质量为 m的物体都具有大小相当于 mC的能量。由于c2非常大（9X 10其次，计算核反应前后的质量亏损m然后，根据质能方程 E=Amc2,计算核能。注意的几个问题： 记住以下单位换算关系1MeV=10eV-191eV=1.602 2 X 10 Jni/s2）,所以对质量很小的物体所包含（或具有）的能量是非常巨大的。对此，爱因斯坦说过：“把任何惯性质量

9、理解为能量的一种贮藏，看来要自然得多。”所以质量于能量实质上是相象的，它们只不过是同一事物的不同表示。 在国际单位制中， E、m c 的单位分另U取 J、kg禾口 m/s。 由E=mC得厶E=AmC，其蕴含着怎样的意义？ m表示物体的质量亏损， E表示与 m相当的能量。如果物体的能量减小了 E,即向外释放 E的能量，它的质量就会亏损=芈。理论和实验都表明，只有在核反应中，才可能发生质量亏损，因而伴随着巨大的能量c向外辐射。例如，在中子和质子结合成氘核的过程中，由于发生了质量亏损，从而释放出了 2.2MeV的核能。生：仔细阅读教材及旁批内容。师生共同归纳计算核能的思路和步骤。教师板书如下内容：三、小结核能的计算步骤：首先，写出正确的核反应方程。1u （原子质量单位） =1.660 6 x 10-27kg 1u相当于9351.5MeV的能量（自己证明），这是计算核能经常用导的关系。 如果在某些核反应中，物体的能量增加