| |
| |
| Deficyt masy jądra atomowego |
| III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres podstawowy i rozszerzony |
| Cele kształcenia – wymagania ogólne II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych. Zakres podstawowy Treści nauczania – wymagania szczegółowe I. Wymagania przekrojowe. Uczeń: 1) przedstawia jednostki wielkości fizycznych, opisuje ich związki z jednostkami podstawowymi; przelicza wielokrotności i podwielokrotności; 4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem. XI. Fizyka jądrowa. Uczeń: 6) stosuje zasadę zachowania energii do opisu reakcji jądrowych; posługuje się pojęciami energii wiązania i deficytu masy; oblicza te wielkości dla dowolnego izotopu. Zakres rozszerzony Treści nauczania – wymagania szczegółowe I. Wymagania przekrojowe. Uczeń: 1) przedstawia jednostki wielkości fizycznych, opisuje ich związki z jednostkami podstawowymi; przelicza wielokrotności i podwielokrotności; 4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem. XII. Elementy fizyki relatywistycznej i fizyka jądrowa. Uczeń: 8) oblicza dla dowolnego izotopu energię spoczynkową, deficyt masy i energię wiązania. |
Kształtowane kompetencje kluczowe: | Zalecenia Parlamentu Europejskiego i Rady UE z 2018 r.
kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji,
kompetencje cyfrowe,
kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii,
kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się.
|
| Uczeń:
tłumaczy, czym jest i skąd się bierze deficyt masy,
stosuje wzór E=mcIndeks górny 22,
oblicza deficyt masy na podstawie podanych danych,
zamienia jednostki masy: kg i .
|
| |
| wykład informacyjny, rozwiązywanie zadań rachunkowych |
| praca indywidualna, praca w parach |
| rzutnik lub ekran do wyświetlania multimedium |
| |
|
|
Nauczyciel prosi uczniów o przypomnienie na forum klasy podstawowych informacji na temat budowy jądra atomowego i sposobu zapisu składu jądra (liczba masowa, liczba atomowa, liczba neutronów). Podaje masy nukleonów w kg oraz masy kilku jąder atomowych. Uczniowie sprawdzają, czy sumaryczne masy nukleonów (ZmIndeks dolny pp + NmIndeks dolny nn ) są równe masom podanych jąder (MIndeks dolny jj). |
|
Nauczyciel rozpoczyna na forum klasy dyskusję na temat potencjalnych źródeł różnicy między sumarycznymi masami nukleonów a masami jąder. Stara się nakierować dyskusję na związek deficytu masy z energią wiązania jądra. Uczniowie dochodzą do wzoru ΔdeltaM = ZmIndeks dolny pp + NmIndeks dolny nn - MIndeks dolny jj. Nauczyciel podaje wzór BIndeks dolny jj = ΔdeltaM⋅cIndeks górny 22 i go wyjaśnia. Nauczyciel wprowadza jednostki używane w fizyce jądrowej: eV i i prosi uczniów o przeliczenie mas nukleonów i wybranych jąder atomowych z kg na . Nauczyciel pyta uczniów o to, jak można oszacować masę jądra atomowego na podstawie masy atomowej i steruje dyskusją tak, aby uczniowie doszli do tego, że masę jądra można obliczyć odejmując od masy atomu sumaryczną masę elektronów (MIndeks dolny jj = MIndeks dolny aa - ZmIndeks dolny ee). Uczniowie wykonują obliczenia pokazujące, jaki procent masy atomu stanowią masa jądra i sumaryczna masa elektronów i dyskutują na temat możliwości pominięcia w obliczeniach energii wiązania elektronów w atomie. Nauczyciel wyprowadza wzór ΔdeltaM = Z(mIndeks dolny pp +mIndeks dolny ee) + (A - Z)mIndeks dolny nn – MIndeks dolny aa. Uczniowie rozwiązują zadanie 7 z zestawu ćwiczeń (obliczanie deficytu masy jądra wapnia ). Następnie obliczają, jaki procent masy jądra wapnia stanowi wyznaczony deficyt masy. Nauczyciel pyta uczniów o to, czy zamiast sumy mas protonu i elektronu, mIndeks dolny pp +mIndeks dolny ee można użyć masy atomu wodoru MIndeks dolny HH. Uczniowie rozwiązują zadanie 8 z zestawu ćwiczeń (deficyt masy jądra litu Indeks górny 77Li). |
|
Uczniowie obliczają deficyt masy jądra Indeks górny 77Li innymi metodami (korzystając bezpośrednio z masy jądra oraz z masy atomowej litu) i porównują wszystkie otrzymane wyniki. |
|
W ramach powtórzenia i utrwalenia wiadomości uczniowie rozwiązują zadania: 1, 2, 3, 4, 5, 6 z zestawu ćwiczeń. |
Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium | Film samouczek uczniowie mogą obejrzeć na lub po lekcji. |