《重核的变》教案.doc

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1、《重核的裂变》教案养正中学王美玉教学目的：⑴知识性目标：a、了解重核的裂变和链式反应。b、了解核反应堆和核电站。⑵能力培养目标：a、通过讨论怎样释放核能，提高学生解决问题的能力。b、通过对链式反应条件和控制链式反应速度的总结，培养学生的发散思维。C、培养观察能力和思维能力。⑶德育目标：介绍我国物理学家在核裂变中的贡献、我国及世界其他国家和地区核能发电上的进展。教学重难点：根据教材内容、教学目标，学生对微观领域的感性认识较少，对重核裂变的学习感到抽象不易理解。因此教学的重难点为⑴教学重点：重核的裂变，链式反应。⑵教学难点：反应

2、堆。教学方法和手段：由于本节所学知识属微观领域，学生在学习中易感到抽象、难以理解，因而易产生心理障碍，缺乏学习热情，死记结论，不求理解。针对这些问题，采用以问题讨论为主的教学法。在讲解的基础上，应用多媒体课件创设形象生动的物理问题情景，增加学生的感性认识，提供抽象思维的具体模型，激发学生的学习兴趣，促使学生积极主动参与到教学中，通过教师引导学生分析讨论一系列问题，有效地培养他们的观察、思维能力。教学过程：一、用问题引导，导入新课：教师向学生提出，前面我们学习了核能，知道在原子核里蕴藏着巨大的能量。物理学家很早就了解到这一点，

3、但是在相当长的时间里一直找不到释放核能的实际方法，同学们想想要怎样才能释放核能呢？利用课件引导学生进行讨论：①利用天然放射性元素原子核的衰变获得原子核能，可以吗？例如铀238在α衰变中放出的α粒子具有4.18Mev的能量。钴60的β衰变放出的β粒子具有0.32Mev的能量。放出的γ光子具有1.17Mev的能量。可见衰变过程也是释放能量的过程，但是天然衰变进行得非常缓慢（如铀238的半衰期为4.49×109年，钴60的半衰期为5.27年），放出能量的功率很小，人又无法控制，实用价值不大（可用于医疗、科研）。②利用人工转变释放核

4、能，行吗?举例说明利用原子核的人工转变确实可释放出核能，但粒子击中原子核的机会太少了，常常是用几百万个粒子才击中一、两次，这种做法是得不偿失的。由此可见衰变和人工转变都不能很有效地释放核能，今天我们要来介绍一种有效释放核能的途径——重核的裂变。二、循序渐进，配合课件演示，讲授新课：（一）铀核的裂变1938年12月，德国化学家哈恩和斯特拉斯曼在用中子轰击铀核的产物中发现了钡的放射性同位素，一个月以后终于证实，铀核在俘获一个中子后，发生了一个重核分裂成两个中等质量的核的反应过程——核裂变。这一发现，为核能的利用开辟了道路。所谓重

5、核的裂变指的是重核分裂成中等质量的核的反应过程。铀核的产物是多种多样的，有时裂变为氙（Xe）和锶(Sr)，有时裂变为钡(Ba)和氪(Kr)或锑（Sb）和铌(Nb)，同时放出2——3个中子。铀核还可能分裂成三部分或四部分（这是我国物理学家钱三强、何泽慧夫妇在1946年在巴黎发现的），但发生三分裂或四分裂的机会很小，与二分裂比较分别为后者的千分之三和万分之三。实验还证明，当入射中子能量小于1.1Mev时，只有铀235能俘获中子产生裂变，铀238俘获中子后并不产生裂变。利用课件模拟铀核裂变的过程并引导学生计算铀核裂变产生的核能：当

6、中子打进铀235后，就形成处于激发状态的复合核，复核中的核子由于激烈运动，使核变成不规则形状，核子间距离增大，由于核力只在短距离内发生作用，当核子间距离增大时，核力迅速减小，因而不能克服质子间的库仑斥力，使核恢复原状，核就分裂形成两部分，同时放出几个中子。铀核裂变的许多可能的核反应中的一个是：23592U+10n→9038Sr+13654Xe+1010n在这个反应中释放的能量可以计算如下：裂变以前：23592U235.0439u裂变以后：9038Sr89.9077u10n1.0087u13654Xe135.9072u1010

7、n10.0867u236.0526u235.9016u反应过程中质量减少Δm=0.1510u反应中释放的能量为ΔE=Δmc2=141Mev在不同的反应中，铀核释放的能量也不同。一般来说，铀核裂变时，平均每个核子放出来的能量约为1Mev.如果1kg的铀全部裂变，它放出的能量就相当于2500吨优质煤完全燃烧时放出的化学能。利用课件形象展示给学生观看，化抽象为形象。（二）链式反应铀核裂变时，同时放出2——3个中子，如果这些中子再引起其它铀235核裂变，就可使裂变反应不断地进行下去，这种反应叫链式反应。利用课件形象地模拟链式反应进行

8、的过程。在天然铀中，主要有两种同位素，其中99.3%是铀238，0.7%是铀235。这两种铀跟中子的作用很不相同。U235俘获各种能量的中子都会发生裂变，而且俘获能量低的中子发生裂变的几率较大。U238只有俘获能量大于1.1Mev的中子才可能发生裂变，并且几率很小。它俘获能量低于1.1Me