高中物理-原子核衰变及半衰期教学设计学情分析教材分析课后反思

第5页共5页PAGE课题选修3-5第三章§3.2《原子核衰变及半衰期》编号课型新授课时间4月19日编写审核【教材分析】从前后联系来看，本节课有利于巩固学生对前面原子结构、原子核的认识，为后面核能学习打好基础。在理论学习中有利于强化学生对实验的重视，强化实验是理论的基础的认识。在讲解例题时，运用规律法、为今后学习核能打下了埋伏。运用推理方法提高学生用已有知识解决新问题的能力。教材的安排的目的：教材的这种结构能较好地突出理论与实践的统一，使学生明白物理规律既可以直接从实验得出，也可以用已知规律从理论上导出。事物是普遍联系的，且在一定条件下是可以转化的，而转化是有规律的，规律又是可被人们发现的。【教学目标】1.知道放射现象的实质是原子核的衰变，能说出三种射线的本质和特点；2.能说出两种衰变的衰变规律，会书写出核反应方程；3.能说出半衰期的概念，并能利用半衰期的公式进行简单计算。【教学重点】原子核的衰变规律、半衰期【教学难点】半衰期的计算【教学方法】1、引导学生阅读、分析、归纳三种射线的方法。为了适应高二学生有一定的自学能力、有一定的阅读和归纳水平，注意根据预习提纲，有序地引导学生逐一问题寻找答案，进行比较分析，列出相应的表格。进行自主学习，有目的的学习。学生以自己主动学习为中心，养成以"观察（包括阅读）——思考——表达（包括说和写）"为主要方式的学习方法和学习习惯。2、教学生学会利用现代科技手段，进行有目的收集整理相关资料的能力，扩宽学习渠道，学会学习。激发学生的学习热情，提高教学效果。3、通过分析引导，让学生学会运用已有知识解决新问题的能力。通过例题启发学生思考，分析推理有一定思维深度的题。通过练习强化对知识的理解，根据练习情况及时评价鼓励学生，重在让学生弄清楚建立物理模型的过程，而不是死记硬背一个结论。【教学用具】投影片，多媒体辅助教学设备【教学程序】回顾；自学；质疑；讨论；释疑；总结；练习；导学笔记【知识回顾】1.原子核的组成是什么？2.核反应方程的书写原则是什么？【自学过程】自学一：认真阅读教材P49第一部分“天然放射现象的发现”，自学结束后回答：1.什么叫“天然放射现象”、“放射性”、“放射性元素”？自学二：认真阅读教材P50第二部分“放射线的本质”，自学结束后回答：1.在射线经过的空间施加磁场，你观察到了什么现象？据此现象推断α、β、γ三种射线分别带何种电荷？若不用磁场判断，还可以用什么方法判断三种射线的带电性质？2.α、β、γ三种射线的本质分别是什么？三种射线的速度如何？电离能力如何？穿透能力如何？自学三：认真阅读教材P51第三部分“原子核的衰变”，自学结束后回答：1.什么叫“原子核的衰变”？衰变过程中哪些量是守恒的？2.α衰变与β衰变的规律如何表示？自学四：认真阅读教材P52第四部分“衰变的快慢——半衰期”，自学结束后回答：1.什么叫“半衰期”？2.半衰期的长短与什么因素有关？半衰期描述的对象是大量的原子核还是个别原子核？【自学质疑】学生质疑，学生充分讨论。【知识梳理】一：天然放射现象的发现1.天然放射现象：1896年，法国物理学家发现天然放射现象。从而证实了原子核不仅具有复杂的结构而且能够发生变化。2.放射性：_____________放出射线的性质3.放射性元素：具有的元素二：放射线的本质射线本质（符号）带电量质量速度特性电离本领贯穿本领α射线β射线γ射线三：原子核的衰变1.原子核叫原子核的衰变。2.衰变的种类：①α衰变：新核：电荷数，质量数②β衰变：新核：电荷数，质量数③γ射线经常是伴随着α射线β射线产生的。3.衰变的规律：原子核衰变时和都守恒。4.①α衰变的机理：核内两个中子和两个质子结合的比较紧密，有时会作为一个整体从较大的原子核中抛射出来。转换方程__________________②β衰变的机理：核内的中子转化成一个质子且放出一个电子，使核电荷数增加1，但原子核质量数不变。转换方程__________________四：衰变的快慢——半衰期1.半衰期表示放射性元素衰变的快慢。2.放射性元素的原子核有发生衰变所需的时间，叫半衰期。教师提供教材上的氡的衰变图的投影：3.放射性元素衰变的快慢是由本身的因素决定的，跟原子所处的物理状态或化学状态无关。4.半衰期描述的对象是，不是个别原子核，这是一个统计规律。例如：数学上的概率问题（抛硬币）将1万枚硬币抛在地上，那正反两面的个数大概为5000对5000，但就某个硬币来看要么是正面，要么是反面。这个事实告诉我们统计规律的对象仅仅对大量事实适用，对个别不适用。【典例分析】考向一：对三种射线的理解例1：放射性镭自发放出三种射线，现垂直于射线射出方向加一匀强电场，射线的偏转情况如图所示，下列判断正确的有()A．1是γ射线，其贯穿本领最强B．2是γ射线，其贯穿本领最强C．3是α射线，其电离作用最强D．1是α射线，其电离作用最强变式1.在匀强磁场中，一个原来静止的原子核发生衰变，形成如图所示的径迹，不计放出光子的能量，则下述说法中正确的是()A．发生的是β衰变，b为β粒子的径迹B．发生的是α衰变，b为α粒子的径迹C．磁场方向垂直纸面向外D．磁场方向垂直纸面向里方法总结考向二：衰变次数的分析与计算例2：钍232（23290Th）经过________次α衰变和________次β衰变，最后成为铅208（20882Pb）变式2.下列说法正确的是()A.Ra衰变为Rn要经过1次α衰变和1次β衰变。B.U衰变为Pa要经过1次α衰变和1次β衰变。C.Th衰变为Pb要经过6次α衰变和4次β衰变。D.U衰变为Rn要经过4次α衰变和4次β衰变。方法总结考向三：对半衰期的理解例3：10g某放射性元素经过20天后还剩下0.625g，则该元素的半衰期是

天，如果再经过30天，还剩

g该元素．（结果保留三位有效数字变式3．关于放射性元素的半衰期，下列说法中正确的是()A．原子核全部衰变所需时间的一半B．原子核有半数发生衰变所需的时间C．原子量减少一半所需的时间D．放射性样品质量减为一半所需的时间方法总结【课堂总结】原子核的衰变原子核的衰变：我们把原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变．2.衰变原则：质量数守恒，电荷数守恒。（1）a衰变:原子核放出a粒子的衰变叫做a衰变．（2）β衰变:原子核放出β粒子的衰变叫做β衰变．（3）γ衰变:总是伴随a射线或b射线产生.二、半衰期1、半衰期:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期。2、不同的放射性元素，半衰期不同放射性元素衰变的快慢是核内部自身因素决定。放射性元素半衰变是一个统计规律。【板书设计】一、天然放射现象的发现二、放射线的本质三、原子核的衰变四、衰变的快慢半衰期【当堂训练】1.下面哪些事实说明原子核具有复杂结构()A．α粒子的散射实验B．天然放射现象C．伦琴射线的发现D．氢光谱实验2.原子核发生β衰变时，此β粒子是()A．原子核外的最外层电子B．原子核外的电子跃迁时放出的光子C．原子核内存在着的电子D．原子核内的一个中子变成一个质子时放射出一个电子3.天然放射性元素Ra衰变成不具有放射性的元素Pb时，要经过

次衰变，

次衰变．【能力提高】1．一个原子核A经过5次衰变，变成了原子核B，再经过4次衰变，变成原子核C，求（1）核A的质子数比核C的质子数多几？（2）核A的中子数比核C的中子数多几？2.在垂直于纸面向外的匀强磁场中，从A处垂直于磁场飞出一批速度相同的粒子，形成如图的径迹，则中子的径迹是 ，质子的径迹是 ，电子的径迹是 ，α粒子的径迹是 。3．原来静止的原子核，经α衰变后变为Y原子核。（1）写出它的核反应方程。（2）若测得反冲核的动能为，则α粒子的动能是多少？【学后反思】学情分析本节课是在学生学习了原子核的结构后，对原子核内部结构的加深认识。由于涉及微观领域原子核内，日常生活经验里又找不到参考或借用的模型，是个全新的领域，自然是这一章的难点，而我们学生的理解能力又有点跟不上，所以必须保证让同学们充分预习。可能存在的学习困难：①β衰变的实质；②半衰期描述的对象是大量的原子核，不是个别原子核，这是一个统计规律。这就需要教师做引导和类比可以从统计规律的角度出发进行释疑。效果分析：综观本一节课，充分学生的主体地位，学生真正是学习的主人，在探究过程中学到了知识，锻炼技能，学生在快乐中学习，无形中受到多方位的启迪。学生积极参与，思维活跃，认知、过程、体验等目标达成度高，知识掌握准确无误、能力培养扎实有效，学习效果好。总之是一节效率极高的课堂。教材分析本节课是科学技术出版社高中物理选修3-5中《第三章原子核与放射性》的第二节。从前后联系来看，本节课有利于巩固学生对前面原子结构、原子核的认识，为后面核能学习打好基础。在理论学习中有利于强化学生对实验的重视，强化实验是理论的基础的认识。在讲解例题时，运用规律法、为今后学习核能打下了埋伏。运用推理方法提高学生用已有知识解决新问题的能力。本节只是从内容上来讲非常抽象，从掌握知识的角度来讲理解、记忆的成分较多。因此本堂课应该引导学生进行讨论，加深对相关内容的理解。而对于衰变方程式、半衰期描述的对象、统计规律等知识的学习都应引导学生复习前面学过的相关知识，并用类比的方法，注重知识的迁移。本堂课研究了放射性元素的衰变，其实质是原子核发生衰变。衰变有二种：α衰变、β衰变。γ辐射伴随α衰变和β衰变而产生。原子核衰变的快慢用半衰期表示，它是放射性元素的原子核有半数发生衰变所用的时间，完全由原子核自身的性质决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关。这节课从知识内容的难度和深度来讲都不是高层次的，但物理事件发生的逻辑关系和研究微观世界的思维方式是非常明确的。一次我对教材的处理是通过问题的精心设计，把课堂交给学生，让学生在质疑中阅读、交流、讨论，最终找到解决问题的方法和答案。评测练习：【基础训练】1.下面哪些事实说明原子核具有复杂结构()A．α粒子的散射实验B．天然放射现象C．伦琴射线的发现D．氢光谱实验2.原子核发生β衰变时，此β粒子是()A．原子核外的最外层电子B．原子核外的电子跃迁时放出的光子C．原子核内存在着的电子D．原子核内的一个中子变成一个质子时放射出一个电子3.天然放射性元素Ra衰变成不具有放射性的元素Pb时，要经过

次衰变，

次衰变．【能力提高】1．一个原子核A经过5次衰变，变成了原子核B，再经过4次衰变，变成原子核C，求（1）核A的质子数比核C的质子数多几？（2）核A的中子数比核C的中子数多几？2.在垂直于纸面向外的匀强磁场中，从A处垂直于磁场飞出一批速度相同的粒子，形成如图的径迹，则中子的径迹是 ，质子的径迹是 ，电子的径迹是 ，α粒子的径迹是 。3．原来静止的原子核，经α衰变后变为Y原子核。（1）写出它的核反应方程。（2）若测得反冲核的动能为，则α粒子的动能是多少？课后反思：本堂课探究原子核内部的美妙世界，在教学过程中合理的设置疑问来吊学生的胃口是行之有效的方法。要充分运用建构主义的教育理论来指导本课的教学工作，在此基础上把大部分时间留给学生去思考，去讨论、去实践、去练习，从而培养学生的主体意识和创新能力，它的优势主要在以下三个方面：①主体意识：学生在学习中能够自启入境、自学探究、自研交流、自评完善；②独立意识：学生能够根据自身的特点，选择适合自己的方法，独立的解决问题；③创新意识：学生在继承传统，掌握原有知识的基础上学会迁移，能运用原来的知识体系去开拓新的领域，敢于提出新问题、新思想。在上课的过程中，课程的推进基本达到了我对这节课的设计要求，学生学习的过程和知识的掌握完成了教学目标。这节课的不足之处：给学生的思维空间还不够广阔；对学生回答问题没有给予足够的时间和耐心；学生的学习积极性调动的还不够，课堂气氛比较平淡。在今后的教学中坚持让学生参与，让学生自主学习，还课堂于学生。课标要求

1、知识与技能(1)了解