高中物理-放射性元素的衰变教学设计学情分析教材分析课后反思

PAGE2PAGE19.2放射性元素的衰变★学习目标知道放射现象的实质是原子核的衰变；知道两种衰变的基本性质，掌握原子核的衰变规律及实质；理解半衰期的概念及影响因素；会利用半衰期解决相关问题；★教学重点：衰变、衰变及其规律，半衰期的概念，衰变方程书写★教学难点：理解半衰期的概念★教学过程复习旧知天然放射现象：放射性元素自发放出射线的现象射线（高速氦原子核）、射线（高速电子流）、射线（高能量的电磁波）射线来自原子核引入新课听说过点石成金的传说吗？故事中许逊为了减免百姓租税使用法术把石头变成了金子，其实在古代，不论是东方还是西方，都有一批人追求“点石成金”之术，但为什么没有成功呢？原因：矿石元素变成金元素根本在于不过，自然界确实存在着一种元素自发变为另一种元素的事，这就是伴随天然放射现象发生的“衰变”。原子核的衰变定义：原子核放出α粒子或粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核，我们把这种变化成为原子核的衰变。分类：衰变：放出α粒子的衰变；衰变：放出粒子的衰变；例：铀238核放出一个α粒子后，核的质量数减少4，核电荷数减少2，变成钍234核。衰变方程：注：解释衰变方程的书写，用“”不用“=”钍234核放出一个粒子后，核的质量数不变，核电荷数增加1，变成镤234核。衰变方程：注：解释电子的质量数为什么写为0，电荷数为什么写为-1规律：电荷数守恒和质量数守恒（指导学生观察总结）注：质量数守恒不等价于质量守恒衰变通式：（指导学生书写）衰变：衰变：思考：复习第一节内容时我们提过射线是从原子核中放出来的，原子是由质子和中子构成，没有电子，那么衰变中的电子来自哪里？新核比旧核多的1个质子又来自哪里？（组织小组讨论，寻求理论解释，同学作答，老师总结）衰变实质：衰变：核内的中子转化成了一个质子和一个电子。其转化方程为（产生的电子发射到核外，就是粒子；新核少了一个中子，却增加了一个质子。所以新核质量数不变，电荷数增加1）衰变：2个中子和2个质子能十分紧密的结合在一起，因此在一定条件下它们可以作为一个整体从较大的原子核中被抛射出来。思考：γ射线为什么不能单独发生，总是伴随α射线和β射线产生？（学生看课本找答案）原子核在发生α衰变和β衰变时原子核受激发而产生的光（能量）辐射，γ射线的本质是能量。练习写出下列各放射性元素的β衰变方程：写出下列各放射性元素的α衰变方程：衰变为要经过几次α衰变，几次β衰变？半衰期元素衰变的快慢有什么物理量表示呢？每种元素的衰变快慢是否有一定的规律。阅读课本给出的氡222衰变为釙218的例子，提炼图像给出的信息，3.8天这个时间代表什么含义？（学生带着问题看书，培养学生自学能力、提炼有用信息的能力。）m/m0＝(1/2)n学生交流阅读体会：氡每隔3.8天质量就减少一半，把这个时间定义为氡的半衰期。定义：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物理意义：表示元素衰变快慢的物理量思考：结合半衰期的定义，元素发生衰变后剩余该元素的量应该怎样表示？（学生探讨，总结公式） 计算公式：mo、No表示衰变前的原子数和质量；m、N表示衰变后的剩余该元素的原子数和质量；n表示衰变次数，t表示衰变时间，T表示半衰期注：强调m和N的意义，不是剩余物质的质量和原子数，因为里面包含衰变后形成的新物质。思考：可以确定某个特定原子在具体衰变的时间吗？有什么样的适用条件？（设疑讨论）适用条件：半衰期是一个统计概念,适用于对大量原子核衰变的计算，对于个别少数原子核不适用举例解释“统计概念”：我们知道抛一枚硬币，正面朝上和反面朝上的概率分别为1/2，这个数字怎么算出来的？抛一次可以吗？如果正面朝上是不是可以说正面出现的概率是100%，反面出现的概率是0%？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。思考：决定元素衰变快慢的因素是什么？（看课本总结答案）特点：半衰期由核内部自身的因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件都无关（理解含义）。应用：利用半衰期非常稳定的特点,可以测算其衰变过程,推算时间等。练习1一块氡222放在天平的左盘时，需要天平的右盘加444g砝码，天平才能处于平衡，氡222发生衰变，经过一个半衰期以后，欲使天平再次平衡，应从右盘中取出的砝码质量为（）222gB.8gC.2gD.4g2已知钍234的半衰期是24天，1g钍经过120天后还剩多少？课堂小结教师引导学生自己进行总结，共同概括本节知识点。本堂课研究了放射性元素的衰变的定义、分类、规律、衰变方程的书写；学习了半衰期的定义、物理意义、计算方法、适用条件等相关知识。作业：学案导学P49-51★教学体会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让学生积极主动参与课堂非常有效方法。通过不断的设置为题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，归纳总结能力和逻辑推理能力，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。本章各节的编排顺序基本上是依循人类探索原子核内部奥秘的历程安排的。第1节“原子核的组成”就直接指出原子核内部的信息，最早来自天然放射现象，然后介绍了质子和中子的发现和原子核的组成。第2节“放射性元素的衰变”紧接第一节的思路，指出天然放射现象的机制-原子核的衰变以及衰变应遵从的规律，即存在半衰期及半衰期统计的意义，为此在新课前特意把第1节的相关知识进行复习，方便学生理解天然放射现象的实质就是衰变过程。高中生已经具有一定的理解能力和问题分析能力，在讲课过程中要不断设疑启发学生发现新的问题自然而然的过渡到下一个知识点，这样较易为学生接受。例如启发学生发现衰变中原子核放出电子，但学生很清楚原子核中没有电子，通过这样的问题设置可以激发学生很强的好奇心和求知欲，他们就会主动参与到与同学讨论，积极寻求理论解释的整个教学过程，完成从课堂的配合者、倾听者到课堂主体角色的转变。效果分析 不断设疑，引导学生发现问题，让学生积极主动参与思考探究的过程，培养学生发现问题，自主思考，团队合作探讨的能力，进而激发它们对学习的兴趣。培养学生对科学的求知欲和未知知识的好奇心，是学生主动愿意享受日常生活中的物理学知识、原理。教材分析本节知识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。本节重点是衰变、衰变及其规律和半衰期的概念，引导学生运用质量数守恒和电荷数守恒的规律正确书写衰变方程。正确理解半衰期的概念是本节的难点，因此教学中应注意讲清半衰期的概念，使学生会计算简单的有关半衰期的问题。评测练习新发现的一种放射性元素X，它的氧化物X2O半衰期为8天，X2O与F2能发生如下反应：，XF的半衰期为（）A.2天B.4天C.8天D.16天2.元素X是Y的同位素，分别进行下列衰变过程，，则下列说法正确的是（）A.Q和S是同位素B.X与R原子序数相同C.R比S中的中子数多2D.R的质子数少于上述任何元素3.天然放射性铀发生衰变后产生钍和另一个原子核。（1）请写出衰变方程；（2）若衰变前铀核的速度为v，衰变产生的钍核速度为v/2，且与铀核速度方向相同，求产生另一种新核的速度。课后反思本节知识点比较抽象，尤其牵涉到半衰期理解时更有难度，这节课突破难点的方法是采用不断设疑的方法，让学生自己发现问题，解释问题，从而实现一个知识点向另外一个知识点的自然过渡。因为学生动脑思考，故对知识点的理解更为深刻。老师在授课时还可以使语言更为精炼些。学生能够自学的内容，教师让学生自学；学生可以自己总结的知识点。让学生自己总结，学生自己能解决的问题，让学生自己尝试解决，要相信学生的能力。课表分析知识与技能知道放射现象的实质是原子核的衰变； 知道两种衰变的基本性质，掌握原子核的衰变规律及实质；理