Урочное планирование 15 темы «Введение в квантовую физику»
УМК «Физика 7-8-9» И.В.Кривченко


Основное содержание урока (план для учителя) Дидактические материалы
Урок 15.1.   Квантовая идея, радиоактивность и строение атома (см. § 15-а, § 15-б, § 15-в).

Методическое замечание. Эта тема, располагаясь в 9 классе после изучения оптики (ее последних подтем: дисперсия, спектры и спектральный анализ), создает логическую связку между спектроскопией и историческим базисом квантовой физики: теорией излучения.

Из истории квантовой физики (проблемы оптики, существование энергетических максимумов в сплошных спектрах, успехи и неудачи Рэлея-Джинса и Вина). Гипотеза Планка: квантование энергии, постоянная Планка. Предмет изучения квантовой физики. Экспериментальное подтверждение квантования энергии.

Описание опыта Вавилова «визуальное наблюдение флуктуаций слабых потоков видимого света» (основа: человеческий глаз, адаптированный к темноте, воспринимает только свет с интенсивностью не меньше некоторого порога; у разных людей это порядка 100-400 фотонов, попадающих в глаз за 1 секунду).

Открытие Томсоном электрона как первое экспериментальное подтверждение сложного строения атомов. Радиоактивное излучение и его компоненты, их поведение в электрическом и магнитном полях. Углубление идеи Томсона экспериментами Резерфорда-Содди: атомы имеют не только сложный состав, но и способны превращаться друг в друга.

Описание опыта Резерфорда «открытие ядерной модели атома» (важно: из опыта Резерфорда не следует планетарная модель; она – лишь гипотеза на основе ядерной модели атома, экспериментально подтвержденной резерфордовскими опытами).

Из истории моделирования атома: модель Томсона, модель Резерфорда, модель планетарная, модель оболочечная (электронные уровни/подуровни – отсылка к материалу учебника химии). Гипотеза и теория Бора. Теории строения атома и спектры испускания/поглощения.

Описание опыта Резерфорда «открытие протона» и опыта Чедвика «открытие нейтрона» (акцент: протоны как ионы водорода были известны задолго до работ Резерфорда; его заслуга в указании на всеобщность присутствия протонов в ядрах атомов).

Нуклоны и особый характер их взаимодействия: ядерные силы, их интенсивность и дальнодействие.

Закрепление: тестилка Т 15-1 «Строение атома и его ядра» (устно, фронтально, через видеопроектор).

Проверялки § 15-а, § 15-б, § 15-в.

Рассуждалка Р 15-1.

Тестилка Т 15-1.

Домашнее задание.
• Проверялки § 15-а, § 15-б, § 15-в (в микрогруппах по назначению учителя).
• Рассуждалка Р 15-1 (в других микрогруппах).
• Тестилка Т 15-1 (всему классу).

Урок 15.2.   Ядерные реакции их энергия (см. § 15-г, § 15-д).

Проверка д/з: тестилка Т 15-1 «Строение атома и его ядра» (письменно, индивидуально, по распечаткам с fizika.ru).

Ядерные реакции как превращения атомов (сравнение: химические реакции как превращения молекул).

Цитата из трудов Э.Резерфорда: «При прохождении альфа-частиц через сухой азот возникают быстрые частицы, весьма напоминающие по яркости сцинтилляций и дальности проникновения атомы водорода, приведенные в движение под влиянием столкновения с альфа-частицами. Эти быстрые атомы, которые появляются только в сухом азоте, не могут быть приписаны присутствию водяного пара или другого вещества, содержащего водород. ... Таким образом ясно, что некоторые атомы азота разрушаются при столкновениях с быстрыми альфа-частицами и при этом возникают быстрые атомы положительно заряженного водорода. Отсюда надо заключить, что заряженный атом водорода является одним из компонентов ядра азота».

Характеристики ядра: зарядовое число, массовое число. Закон сохранения зарядового и массового чисел. Запись уравнений ядерных реакций.

Закрепление: разбор задач (возможные типы: альфа-распад и бета-распад).

Цепная ядерная реакция и критическая масса. Ядерное оружие. Экзотермический характер большинства ядерных реакций.

Демонстрация видеофрагмента «взрыв атомной бомбы» (акценты: выделение теплоты и радиоактивных изотопов).

Дефект масс и энергия связи ядра атома. Удельная энергия связи. Устойчивость ядер. Термоядерные реакции.

Закрепление: разбор задач (возможные типы: экзотермичность и эндотермичность).

Проверялки § 15-г, § 15-д.

Тестилка Т 15-1 (распечатки).

Вычислялка В 15-1.

Рассуждалка Р 15-2.

Домашнее задание.
• Проверялки § 15-г, § 15-д (в микрогруппах по назначению учителя).
• Рассуждалка Р 15-2 (в других микрогруппах).
• Вычислялка В 15-1 (всему классу).

Урок 15.3.   Методы изучения субатомных частиц (см. § 15-е).

Проверка д/з: заочно, по домашним письменным работам учащихся на сайте (см. электронный журнал учителя).

Сцинтилляционные счетчики. Счетчик Гейгера-Мюллера. Камера Вильсона и масс-спектрограф. Изучение треков заряженных частиц по фотографиям.

Решение задач на усмотрение учителя по подтемам: строение атома и спектры, закон сохранения зарядового и массового чисел, энергия ядерных реакций, интерпретация характеристик прямых треков, масс-спектроскопия заряженных субатомных частиц.

Рекомендуемые подборки задач по теме 15 и «генератор карточек» самостоятельных работ см. здесь – www.fizika.ru/zadachki/index.php?theme=15

Учебник § 15-е.

Задачи на индивидуальных карточках.

Домашнее задание.
• Задачи № ... на индивидуальных карточках.

Урок 15.4.   Закон радиоактивного распада и дозиметрия (см. § 15-ж, § 15-з).

Проверка д/з: выборочно по задававшимся на дом задачам (учащиеся вызываются к доске), в это время устный опрос по рассуждалкам (фронтальный пересказ).

Период полураспада. Закон радиоактивного распада. Метод радиоуглеродного анализа.

Образец решения задачи.

Поглощенная доза ионизирующего излучения. Эквивалентная доза ионизирующего излучения (биологическое действие излучения).

Образец решения задачи.

Мощность ионизирующего излучения. Дозиметр.

Закрепление: тестилка Т 15-2 «Радиоактивный распад и дозиметрия» (устно, фронтально, через видеопроектор).

Проверялки § 15-е, § 15-ж, § 15-з.

Вычислялка В 15-2.

Тестилка Т 15-2.

Домашнее задание.
• Проверялки § 15-е, § 15-ж, § 15-з (в микрогруппах по назначению учителя).
• Вычислялка В 15-2 (в других микрогруппах).
• Тестилка Т 15-2 (всему классу).

Урок 15.5.   Радиоактивность на службе человеку (см. § 15-и).

Проверка д/з: тестилка Т 15-2 «Радиоактивный распад и дозиметрия» (письменно, индивидуально, по распечаткам с fizika.ru).

Технологический цикл от добычи урана до выработки электроэнергии на АЭС.

Демонстрация видеофрагмента «Атомная электростанция» (акцент: обеспечение безопасности).

Радиоактивность на службе человеку: метод меченых атомов, медицинская радиотерапия и др.

Демонстрация плаката «Радиоактивность на службе человеку» (акцент: обеспечение безопасности).

Проверялки § 15-и.

Тестилка Т 15-2 (распечатки).

Домашнее задание.
• Проверялки § 15-и (в микрогруппах по назначению учителя).
• Рефераты по квантовой физике (в микрогруппах по назначению учителя).

Урок 15.6.   Урок-конференция по квантовой физике.

Возможные темы выступлений:
• Революционность квантовой идеи: за и против.
• Ядерная гонка СССР и других стран: достижения и трагедии.
• Сегодняшний день квантовой физики: взгляд из вчера.

Конспект теоретического материала (см. стр.114 учебника).

Домашнее задание.
• Конспект теоретического материала (всему классу).

Урок 15.7.   Резерв (выставление четвертных оценок).

Проверка д/з: взаимоконтроль в микрогруппах по конспекту теоретического материала.

Обзор темы: ее мировоззренческий характер и влияние на картину мира.

Дальнейшее содержание урока на усмотрение учителя.

Конспект теоретического материала (см. стр.114 учебника).

Домашнее задание.
• На усмотрение учителя.

Урок 15.8.   Резерв.

Урок на усмотрение учителя.

Домашнее задание.
• На усмотрение учителя.

Общеметодические рекомендации к теме 15

© 2015. Кривченко Игорь Викторович (г. Москва)