Imię i nazwisko autora:

Jarosław Krakowski

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Równowaga promieniotwórcza

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, rozszerzenie podstawy programowej dla zakresu rozszerzonego

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne
II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.

Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;
7) wyodrębnia z tekstów, tabel, diagramów lub wykresów, rysunków schematycznych lub blokowych informacje kluczowe dla opisywanego zjawiska bądź problemu; przedstawia te informacje w różnych postaciach.
XII. Elementy fizyki relatywistycznej i fizyka jądrowa. Uczeń:
12) opisuje rozpad izotopu promieniotwórczego; posługuje się pojęciem czasu połowicznego rozpadu; opisuje zasadę datowania substancji na podstawie węgla Indeks górny 14¹⁴C.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenia Parlamentu Europejskiego i Rady UE z 2018 r.:

• kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji,

• kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii,

• kompetencje cyfrowe,

• kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się.

Cele operacyjne:

Uczeń:

1. tłumaczy, na czym polega stan równowagi promieniotwórczej,

2. podaje warunki niezbędne do powstania stanu równowagi promieniotwórczej,

3. wyjaśnia, z czego wynikają warunki powstania stanu równowagi promieniotwórczej.

Strategie nauczania:

IBSE (Inquiry‑Based Science Education - nauczanie/uczenie się przedmiotów przyrodniczych przez odkrywanie/dociekanie naukowe)

Metody nauczania:

wykład problemowy

Formy zajęć:

praca zespołowa, praca w grupach

Środki dydaktyczne:

grafika ilustrująca szeregi promieniotwórcze, symulacja lub arkusz Excel pozwalający modelować zmiany w czasie liczby jąder promieniotwórczych w rozpadach sekwencyjnych; komputer z dostępem do Internetu i rzutnik

Materiały pomocnicze:

-

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel zadaje pytania:

1. Jakie izotopy nazywa się trwałymi, a jakie promieniotwórczymi?
   Uczniowie formułują odpowiedź: izotopy uznaje się za trwałe, jeżeli nie obserwuje się dla nich naturalnych rozpadów. Jeżeli obserwuje się naturalne rozpady, izotopy nazywa się promieniotwórczymi.

2. Jakie wielkości fizyczne opisują trwałość izotopów promieniotwórczych?
   Uczniowie formułują odpowiedź: wielkościami tymi są stała rozpadu i czas połowicznego rozpadu.

3. Skąd się biorą izotopy promieniotwórcze na Ziemi?
   Uczniowie formułują odpowiedź: powstają w wyniku rozpadów długożyciowych izotopów zawartych w materii, z której powstała Ziemia, są wytwarzane w wyniku działania promieniowania kosmicznego.

Faza realizacyjna:

Uczniowie analizują wykresy ilustrujące naturalne szeregi promieniotwórcze zwracając uwagę na czasy połowicznego rozpadu kolejnych izotopów.
Nauczyciel przedstawia wykresy ilustrujące rozpady sekwencyjne w układzie trzech jąder (może również przedstawić równania opisujące zależność od czasu liczby jader w tych rozpadach). Przedstawia też sposób działania symulacji lub arkusza Excel, pozwalającego modelować zależność od czasu liczby jąder promieniotwórczych w rozpadach sekwencyjnych.
Uczniowie w grupach analizują z wykorzystaniem symulacji zależność od czasu liczby jąder promieniotwórczych w rozpadach sekwencyjnych, w zależności od wartości stałych rozpadu. Formułują warunek powstania równowagi promieniotwórczej.

Faza podsumowująca

Uczniowie, wykorzystując zdobytą wiedzę, rozwiązują zadania: 1, 3, 5, 7 z zestawu ćwiczeń. Poprzez analizę wypowiedzi uczniów, w czasie omawiania zadań, nauczyciel określa, w jakim stopniu osiągnięte zostały wyznaczone cele.

Praca domowa:

W ramach powtórzenia i utrwalenia wiadomości uczniowie rozwiązują zadania: 2, 4, 6, 8, 9 z zestawu ćwiczeń.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Multimedium można wykorzystać przy powtarzaniu wiadomości i innych lekcjach na temat przemian jądrowych.