Развернутый план урока физики в 9 классе в соответствии с ФГОС: « Естественная радиоактивность. Методы регистрации элементарных частиц».

Развернутый план урока физики в 9 классе в соответствии с ФГОС: « Естественная радиоактивность. Методы регистрации элементарных частиц». Образовательное учреждение: ГКОУ ВСШ №1 Волгоградской области Ф.И.О.учителя: Бекметова Виолетта Лазаревна Название УМК: Физика 9 класс: учебник для общеобразовательных  учреждений/ А.В. Перышкин. ­ М.: Дрофа, 2014.­319с Предмет: физика Класс: 9 Место и роль урока в изучаемой теме: 1­й урок при изучении темы:  «Строение атомного ядра. Атомная энергия», ранее обучающиеся  познакомились понятием радиоактивности, с моделями атомов, с опытом  Резерфорда, с 3­й урок в VI сессии, 29­й урок согласно рабочей программе по  физике для 9 класса в ГКОУ ВСШ №1 (заочно­сессионное обучение). Тип урока: урок «открытия новых знаний» Цель урока: актуализировать понятие «радиоактивности» и методы  регистрации элементарных частиц Задачи урока:  • углубить и  создать условия для систематизации знаний учащихся по  вопросам: атомная физика, естественная радиоактивность, методы  регистрации элементарных частиц», строение атома, элементарные  частицы, магнитное поле, трек, α ­, β ­  и  γ ­излучения; • проверить уровень самостоятельности мышления учащихся по  применению знаний в различных ситуациях;     •  совершенствовать навыки проведения физического эксперимента,  работы со справочными материалами и таблицами, текстом,  решения  логических и расчетных задач, грамотно осуществлять перевод единиц  измерения в СИ, продолжить формирование основ диалектико­ материалистического мировоззрения учащихся. • способствовать формированию умения анализировать, сравнивать,  обобщать факты,  • применять полученные знания в различных ситуациях при решении  задач;  • продолжить формирование основ диалектико­материалистического  мировоззрения учащихся Познавательные УУД: умеют выдвигать гипотезы и выстаивать стратегию  поиска под руководством учителя; Регулятивные УУД: умеют ставить цели и добиваться результата; Коммуникативные  УУД: готовность получать необходимую информацию,  отстаивать свою точку зрения в диалоге, выдвигать гипотезу. Личностные  УУД: • Развитие навыков сотрудничества с учителем и сверстниками в разных  учебных ситуациях. • Формирование осознанного, толерантного отношения друг к другу. • Формирование ответственного отношения к обучению, готовности и  способности к саморазвитию и  самообразованию • Оборудование:  презентация к уроку, видеоматериал, компьютер. Учебник:  А.В. Перышкин, Е.М. Гутник   Физика. 9 класс.                                                                   Ход урока 1 I.      Организационный этап. Объявление целей урока (слайды  1, 2) 2 II.     Объяснение нового материала. 1. Историческая справка. Открытие радиоактивности. 2.Самостоятельное изучение нового материала « Виды излучения» 3. Закрепление знаний. 4. Самостоятельная работа по вариантам. 5. Изучение нового материала «Методы регистрации элементарных  частиц» (презентация)         Приложение 1.  Счётчик Гейгера  Камера Вильсона  Пузырьковая камера  Метод толстослойных фотоэмульсий 1 III.            Рефлексия. 2 IV.            Подведение итогов. 3 V.              Домашнее задание 1. Историческая справка. Открытие радиоактивности. Сто лет назад, в феврале 1896 г., французский физик Анри Беккерель  обнаружил самопроизвольное излучение солей урана 238U (слайд  3). 26–27  февраля 1896 г. Беккерель приготовил несколько образцов кристаллов и  прикрепил их к завёрнутым в бумагу фотопластинкам. Однако в эти дни  стояла пасмурная погода, и Беккерель решил отложить опыт. Он считал, что  ему необходим яркий солнечный свет. Пластинки были спрятаны в ящик  стола и пролежали там около трёх дней. Лишь 1 марта, Беккерель решил их проявить, ожидая в лучшем случае  увидеть слабые изображения. Но всё оказалось наоборот: изображения были  очень чёткими. Он сделал вывод, что какое­то излучение испускалось солями  урана безо всякого освещения светом. Беккерель продолжил исследования  солей урана, однако природы этого излучения он не понимал. Двумя годами позднее, супруги Пьер и Мария Кюри, доказали, что  аналогичным свойством обладает химический элемент торий 232Th (слайд 4). Затем они же открыли новые, ранее неизвестные элементы – полоний 209Po  и радий 226Ra. Радий – редкий элемент; чтобы получить 1 г чистого радия,  надо переработать не менее 5 т урановой руды; его радиоактивность в  несколько миллионов раз выше радиоактивности урана. Впоследствии было установлено, что все химические элементы с порядковым  номером более 83 являются радиоактивными. Супруги Кюри явление  самопроизвольного излучения назвали радиоактивностью. В 1903 г. Эрнест Резерфорд поместил препарат радия в магнитное поле так,  чтобы исходящий из препарата радиоактивный пучок был направлен  перпендикулярно магнитной индукции (слайд  5). На фотопластинке,  поставленной на пути пучка, он обнаружил три пятна, что свидетельствовало  о сложном составе радиоизлучения. Пучок, не отклонявшийся в магнитном  поле, он назвал ­лучами. Два пучка отклонялись, причём в разные стороны.  Это свидетельствовало о том, что они заряжены электрически и что заряд  одного противоположен заряду другого. Положительно заряженный пучок  учёный назвал  ­лучами, а отрицательно заряженный – ­лучами. Учитель.     Итак, сегодня на уроке нам предстоит познакомится с  лучами. (слайды 6, 7, 8) γ α β ­,  ­ и  ­   2.  Самостоятельное изучение нового материала Учитель. Сейчас предлагаю вам просмотреть медиа­лекцию и затем ответить  на мои вопросы. (видеоматериал «Виды распада» 12 минут) 3. Закрепление знаний. Учитель. После просмотра лекции, предлагаю ответить на вопросы:  Что представляют собой   α ­лучи?  Что представляют собой   ­лучи? β  Что представляет собой   ­лучи?   γ  Что такое радиоактивность?  Превращение атомных ядер сопровождается    испусканием α ­ и β­ лучей, которое называется α­ и β ­распадом  соответственно. Эти два типа распада подчиняются правилам смещения,  которые впервые сформулировал английский учёный Содди: ­ и α β­ излучением, то есть При α ­ распаде ядро теряет положительный заряд 2e и его масса убывает на 4 а.е.м. (слайд 6). В результате α ­распада элемент смещается в таблице  периодической системы Менделеева на две клетки к началу:   При β ­распаде из ядра вылетает электрон, что увеличивает заряд ядра на 1,  масса же остаётся почти неизменной (слайд 7). В результате элемент  смещается в таблице периодической системы Менделеева на одну клетку к  концу . Гамма­излучение не сопровождается изменением заряда; масса же ядра  меняется ничтожно мало (слайд  8). 3. Проникающая способность радиоактивного излучения (слайд  9) 4.  Закрепление материала. Самостоятельная работа.    Учитель. Давайте рассмотрим несколько примеров α ­ и β ­ распадов, после  чего я предлагаю вам проверочную работу на 5–6 минут. (видеоматериал  «Виды распада»  (продолжение)) Варианты самостоятельной работы.               Приложение 2. Учащиеся выполняют кратковременную самостоятельную работу,  сдают  работы и мы вместе решаем один из вариантов.  5.  Изучение нового материала «Методы регистрации элементарных  частиц» (презентация)    (слайды 10 – 19) В развитии знаний о микромире, в частности для изучения явлений  радиоактивности, исключительную роль сыграли приборы, позволяющие  регистрировать ничтожное действие одной­единственной частицы атомных  размеров. В настоящее время используется много методов регистрации  заряженных частиц (слайд 10). В зависимости от целей эксперимента и  условий, в которых он проводится, применяются следующие методы  регистрации частиц: К:  Счётчик Гейгера (слайд 11, 12). Действие основано на ударной ионизации. Вспомним, что такое ионизация? Какие причины вызывают ионизацию?  Заряженная частица, пролетая в газе и сталкиваясь с его атомами (или  молекулами), вырывает электроны из атомных оболочек, то есть происходит  ударная ионизация и появляются положительные ионы и свободные  электроны. Электрическое поле между катодом и анодом ускоряет эти электроны, в результате возникает лавина ионов, и ток резко возрастает. При  этом на резисторе R~ 109 Ом возникает импульс напряжения, который  подаётся в регистрирующее устройство. На этом принципе и работает счётчик Гейгера. Чтобы счётчик мог регистрировать каждую попавшую в него частицу, надо  своевременно прекращать лавинный разряд. Это происходит автоматически:  когда на резисторе падение напряжения резко возрастает,  то напряжение  между анодом и катодом резко уменьшается, разряд прекращается, и счётчик  снова готов к работе. Быстрого гашения разряда можно достичь, добавляя к  инертному газу примеси. Положительные ионы газа, сталкиваясь с  молекулами примеси, рекомбинируют в нейтральные атомы и теряют  способность выбивать из катода электроны (самогасящиеся счётчики).  Скорость счёта равна 104 частиц в секунду. Демонстрация:   работа счетчика Гейгера. Учитель. Обратите внимание на то, что этим методом можно лишь  зарегистрировать частицу, но увидеть след частицы невозможно. Движение заряженных частиц в магнитном поле. Сила Лоренца (слайд  13) К  Камера Вильсона (слайд 14, 15). Действие   основано на конденсации  перенасыщенного пара на ионах с образованием капель воды. Если в геометрическом сосуде с парами воды или спирта происходит резкое  расширение объёма  газа (адиабатный процесс), температура понижается. И  если в этот момент через   камеру пролетает заряженная частица, то на своём  пути она создаёт ионы, на которых образуются капельки  сконденсировавшегося пара. Таким образом, частица составляет за собой след (трек) в виде узкой полоски тумана. Этот трек можно наблюдать или  сфотографировать. По треку можно определить энергию и скорость частицы.  Если поместить камеру в магнитное поле, то по искривлению трека можно  определить знак заряда частицы и её энергию, а по толщине трека – величину  заряда и массу частицы. Демонстрация:  работа камеры Вильсона. Учитель.  В чём преимущество этого метода перед счетчиком Гейгера? К : Пузырьковая камера (слайд  16, 17) В 1952 г. Д. Глейзер для регистрации заряженных частиц, имеющих высокую  энергию,  придумал пузырьковую камеру. Принцип её действия основан на том, что в перегретом состоянии чистая жидкость не кипит, будучи нагретой  до  температуры, равной точке кипения. Однако это состояние является  нестабильным, и жидкость может закипеть при слабом воздействии. Для  получения перегретого состояния пузырьковую камеру заполняют жидким  водородом под высоким давлением и поддерживают его при температуре,  чуть ниже  точки кипения. При резком уменьшении давления температура  кипения жидкого водорода понижается, и он переходит в перегретое  состояние. Если в это время в камеру попадает заряженная частица, то вдоль  её траектории жидкость закипает, поскольку частица образует на своём пути  цепочку ионов. В результате трек этой частицы прорисовывается мелкими  пузырьками пара. Учитель. Оцените преимущество пузырьковой камеры перед остальными  приборами. Учащиеся. Преимущество перед камерой Вильсона:  регистрируются  частицы  большей энергии вследствие  большей плотности рабочего вещества  в камере. Кроме того,  больше и быстродействие: рабочий цикл равен 0,1 с) К:  Метод толстослойных фотоэмульсий (слайд 18, 19) Этот метод был разработан в 1928 г. советскими физиками А.П. Ждановым и  Л.В. Мысовским. Его суть заключается в использовании специальных  фотоэмульсий для регистрации заряженных частиц. Пролетающая сквозь  фотоэмульсию быстрая заряженная частица действует на зёрна бромистого  серебра и образует скрытое изображение. При проявлении фотопластинки  образуется трек. По треку оценивается энергия и масса заряженной частицы.    Учитель. Оцените преимущества данного метода перед остальными. Учащиеся. Преимущество метода: следы частиц со временем не исчезают и  могут тщательно изучаться. Сегодня широко применяются полупроводниковые детекторы,  регистрирующие все виды излучений.   III. Рефлексия (слайды 20, 21)  "Три М" Учащимся   предлагается   назвать   три   момента,   которые   у   них   получились хорошо в процессе урока, и предложить одно действие, которое улучшит их работу на следующем уроке. Учащиеся  говорят о своих впечатлениях, отмечая, что привело их к победе  или что помешало победить. Называют, что было интересно, высказывают  свои пожелания. IV.   Подведение итогов.  Закрепление материала Беседа с учащимися в форме фронтального опроса, составление обобщающей  таблицы (слайд  23)  V.  Домашнее задание: § 52, 54, используя свои знания, текст учебника,  заполнить таблицу по методам регистрации элементарных частиц (слайд 22,  23). Дидактическое обеспечение и список литературы (слайд 24) Технологическая карта урока № Этап урока 1 2 Деятельность Деятельность учителя ученика Формируемые УУД 3 4 5 1. Организацион ный  Озвучивает тему и цель урока 1.подводит к  понятию   «радиоактивности » 1.записывают понятие «радиоактивност и» в тетрадь 2. Просит  объяснить о каких видах излучения  известно  учащимся и знают ли что­нибудь о  строении атома 2. Высказывают  свое мнение,  затрудняются  при ответе на  вопрос 2. Ориентировоч ный этап 1.Слушают,  находят уран на  таблице  Менделеева. 2.Высказывают  свои мнения 1.Рассказывает о  случайном  открытии  неизвестного  излучения А.  Беккерелем,  изображает на  доске его опыт,  об опытах  супругов Кюри и  опыте  Резерфорда, при  Предметные УУД:  осознают понятие,  выдвигают гипотезы Регулятивные УУД: определять цели учебной  деятельности; Познавательные УУД:  видеть проблему,  осознавать возникшие  трудности; Коммуникативные УУД:  участвовать в  коллективном обсуждении проблемы, интересоваться чужим мнением и  высказывать свое  собственное; Личностные УУД: осознавать неполноту  знаний, проявлять интерес к новому содержанию. Предметные УД:     осознавать сложность  строения атома по  результатам накопленных  фактов и явлений; Регулятивные УУД:  принимать предложенный  способ решения  проблемы; Познавательные УУД:  выдвигать свои мнения,  выделять материал, Проект самоанализа урока. Этапы  урока Стадия Содер жания Стадия Рефлек сии Уровень достижения  планируемого результата Познавательные УУД: низкий уровень  (выполняют действия  только по инициативе  учителя); средний уровень  (опираются на опыт  товарищей);  высокий уровень  (проявляют инициативу  при изложении и  структурировании  информации). Коммуникативные УУД:  низкий уровень (не могут сформулировать вопрос  при возникших  затруднениях); средний уровень  (формулируют вопросы  при помощи учителя); высокий уровень  (обращаются за помощью к учителю или  товарищу). Познавательные УУД: низкий уровень  (списывание готовых  записей с доски); средний уровень  (формулирование  выводов с подсказки  учителя); высокий уровень  (самостоятельное  выполнение задания). Возможные риски 1. Путают свойства  лучей, не могут сравнить и выявить преимущества одного метода  исследования  элементарных частиц от  других. 2.Учитель не успевает  вести диалог и  одновременно  записывать на доске. 3.Ученики не умеют  делать краткие записи. 4. Не успели воспринять  некоторые причинно­  следственные связи. 5.затрудняются в  выполнении  самостоятельной  работы. 1.Нет ученика,  желающего озвучить  выводы 2.Не велись записи при  просмотре  видеоматериала. Коррекционная  работа 1. Записывать и  верные и неверные  предположения. 2.Предложить одному ученику вести  краткие записи на  доске. 3.Потренировать  учеников сворачивать информацию до1­2  слов. 4. Визуализация  материала при  помощи презентации  видеоматериала. 5.Подготовить слайды с определениями  основных понятий  темы. 6.Подготовить слайды с биографиями  ученых и их  портретами.  Использовать  рефераты с прошлых  лет.  1.Дать время для  обсуждения.  Предложить начать с  лучшего ученика. 2.Предложить  высказать свое  мнение по поводу. 3.Включить в  домашнее задание  оформление краткого конспекта урока. Коммуникативные УУД: низкий уровень (не могут сформулировать выводы  по теме); средний уровень  (формулируют выводы с  поддержки учителя); высокий уровень  (активное общение при  формулировании в  группах, поиск в  учебнике, обращение к  учителю с вопросами). Приложение 1. Презентация. Приложение 2. Варианты самостоятельной работы.      Что представляет собой у­излучение? Поток ядер гелия Поток протонов Поток электронов 1 1 2 3 4) Электромагнитные волны большой частоты 4 Вариант­1. 1    «Атом представляет собой шар, по всему объему которого равномерно распределен положительный   заряд.   Внутри   этого   шара   находятся   электроны.   Каждый   электрон может   совершать   колебательные   движения.   Положительный   заряд   шара   равен   по модулю   суммарному   отрицательному   заряду   электронов,   поэтому   электрический заряд атома в целом равен нулю». Кто из ученых предложил такую модель строения атома? 1) Д. Томсон 2) Э. Резерфорд 3) А. Беккерель 4) А. Эйнштейн 2 Что представляет собой а­излучение? 1 2 3 4 Поток ядер гелия Поток протонов Поток электронов Электромагнитные волны большой частоты 4 В   опыте   Резерфорда   большая   часть   а­частиц   свободно   проходит   сквозь   фольгу, практически не отклоняясь от прямолинейных траекторий, потому что 1 2 3 ядро атома имеет положительный заряд электроны имеют отрицательный заряд ядро атома имеет малые (по сравнению с атомом) размеры 4 а­частицы имеют большую (по сравнению с ядрами атомов) массу 5.    Что представляет собой Р­излучение? 1 Вторичное радиоактивное излучение при начале цепной реакции Поток нейтронов, образующихся в цепной реакции Электромагнитные волны Поток электронов 2 3 4 Вариант­2. 1 Переведите с древнегреческого слово «атом». 1 Маленький 2 3 4 Простой Неделимый Твердый 2 Кто из ученых впервые открыл явление радиоактивности? 1) Д. Томсон  2) Э. Резерфорд 3) А. Беккерель 4) А. Эйнштейн 3 1 2 3 4 а­излучение — это поток положительных частиц поток отрицательных частиц поток нейтральных частиц среди ответов нет правильного 4 Р­излучение — это 1 2 3 4 поток положительных частиц поток отрицательных частиц поток нейтральных частиц среди ответов нет правильного 5 1 2 3 у­излучение — это поток положительных частиц поток отрицательных частиц поток нейтральных частиц 4 среди ответов нет правильного