Урок-конференция "Ядерная физика «за» и «против»"

Урок – конференция
Тема: Ядерная физика «за» и «против»
Цели урока:
Образовательная: закрепить понятия, связанные с радиоактивностью, использованием ядерной
энергии, оценить положительные и отрицательные стороны использования ядерной энергии в
современном обществе, расширить кругозор учащихся, способствовать развитию их интереса к
изучению физики.
Воспитательная: сформировать мировоззренческие идеи, связанные с угрозой миру и
человечеству при использовании ядерной энергии; воспитать чувство ответственности за все,
происходящее в мире; воспитать умение работать в группе, выслушивать оппонента, уважать точку
зрения своих товарищей.
Развивающая: развивать умения выделять главное, работать с дополнительной научно-
популярной литературой, отстаивать свою точку зрения, приводить нужные аргументы, коротко, четко
и быстро излагать свои мысли, а также развивать эмоции и интеллект.
Ход урока
Для подготовки к конференции учащиеся заранее объединялись в группы по проблемам,
которые их наиболее заинтересовали. На доске, закрытой шторками, укреплен лист ватмана с
надписью: «Ядерная энергия: "за" и "против"», крупное изображение знака радиоактивной опасности
и стрелки-указатели: Чернобыль, Припять. Учащиеся рассаживаются по группам. На столе у учителя
табличка «Председатель экспертного совета» и таблички-«домики» с цитатами:
«Поскольку усиливаются опасения относительно потепления климата на земном шаре, то
представители атомной промышленности высказывают мнение, что ядерные реакторы - единственное
средство удовлетворения потребностей в электроэнергии без увеличения выброса в атмосферу диоксида
углерода».
Д.Кид, МАГАТЭ
«С позиций экологической безопасности страны радиационное загрязнение - одна из самых главных
угроз. Возможно, мы преувеличиваем эту угрозу, но один только Чернобыль полностью оправдывает
нашу тревогу».
А.Яблоков, член-корр. РАН
Учитель. Уважаемые коллеги! Сегодня наша конференция посвящена одной из животрепещущих
проблем нашего времени, - времени величайших открытий и величайших трагедий. Одна из них
произошла в ночь с 25 на 26 апреля 1986 г. Чернобыль - это боль, которая не стихнет еще долгие годы.
Сегодня мы собрались здесь, чтобы обсудить проблемы, связанные с использованием ядерной
энергии, взвесить все «за» и «против». У нас на конференции присутствуют три группы ученых:
«Физики-ядерщики» ни хорошо владеют всеми вопросами, касающимися условий протекания ядер-
ных реакций), группа «За» - из желающих доказать, что с помощью атомной энергии можно решить
многие проблемы, и группа «Против», их оппонентов, желающих доказать, что радиационное
загрязнение - одна из самых главных экологических угроз.
Все началось с того, что в феврале 1896 г. было открыто явление радиоактивности ткрывает лист
календаря с фото Беккереля). Я предлагаю вам вспомнить имя ученого и опыты, проведенные им.
Учащиеся. Это Антуан Анри Беккерель.
Понедельник, 20 января 1896 г. Около 70 членов Парижской академии наук слушают сообщение А.
Пуанкаре об открытии Рентгена. По рядам пускаются рентгеновские снимки кисти руки, сделанные уже
в Париже. Комментируя открытие Рентгена, Пуанкаре высказывает гипотезу о том, что рентгеновские
лучи испускаются при фосфоресценции независимо от наличия катодных лучей.
Выслушав сообщение Пуанкаре, А. Беккерель (18521908) тут же помчался в лабораторию, чтобы
проверить его гипотезу. Обернув фотопластинку черной бумагой, он положил на нее металлическую
пластинку причудливой формы, покрытую слоем соли урана. Дав четырехчасовую выдержку на
солнечном свете, Беккерель проявил фотопластинку и увидел на ней точный силуэт металлической
фигурки. Он повторял опыты с большими вариациями, получая отпечатки монеты, ключа, отделяя
кристаллики соли урана от фотопластинки стеклом во избежание химического взаимодействия. Все
опыты, казалось бы, подтверждали гипотезу Пуанкаре, о чем Беккерель доложил 24 февраля на
заседании академии наук. Однако Беккерель не прекращает опыты, готовя все новые варианты.
26 февраля 1896 г. погода над Парижем испортилась и подготовленные
фотопластинки с кусочками урановой соли пришлось положить в (темный ящик стола до
появления солнца. Оно появилось над Парижем 1 марта, и опыты (можно было продолжать.
Взяв пластинки, Беккерель решил их проявить. Проявив пластинки, ученый увидел на них
силуэты урановых образцов. Ничего не понимая, Беккерель решил повторить случайный
опыт. Он уложил в светонепроницаемую коробку две фотопластинки, насыпал на них
урановую соль, положив предварительно на одну из них стекло, а на другую алюминиевую
пластинку. Пять часов все это находилось в темной комнате, после чего Беккерель проявил
фотопластинки. И что же силуэты образцов вновь четко видны. Значит, какие-то лучи образуются в
солях урана Беккерель установил также, что с течением времени интенсивность излучения одного и
того же образца не меняется и что новое излучение способно разряжать наэлектризованные тела.
Большинство членов Парижской академии после очередного доклада Беккереля на заседании
26 марта поверили в его правоту. И только после много численных опытов с солями различных
металлов, не давших никакого эффекта, только после опытов с чистым ураном, только после
безуспешных попыток уничтожить невидимое излучение Беккерель осенью 1896 г. говорил на
заседании академии впервые об урановых лучах, которые затем многие ученые стали называть
беккерелевскими. Но ни то, ни другое название в физике не прижилось. Открытое Беккерелем явление
получило название радиоактивности. Но это произошло позднее.
Учитель. Что же такое радиоактивность?
Учащиеся. Радиоактивность представляет собой самопроизвольное превращение одних ядер в другие,
сопровождаемое испусканием различных частиц.
Учитель. Разработал теорию радиоактивного распада Фредерик Содди вместе с Эрнестом Резерфордом.
Можно сказать, что сбылась мечта алхимиков ( превратить неблагородные металлы в золото): стало воз-
можным превращение одного элемента в другой.
(Открывает лист календаря, на котором записаны правила смещения:
Учащиеся формулируют правило.
Учитель перелистывает календарь далее, открывая портреты супругов Кюри. Учащиеся
дают краткую справку об открытии радия.)
Учащиеся: Беккерель же продолжал изучать открытые им лучи. Однажды, демонстрируя своему гостю
излучение урановых образцов, он задал ему вопрос в виде просьбы: «Ведь Вы физик и химик
одновременно. Проверьте, нет ли в этих излучающих телах примесей, которые могли бы играть
особенную роль». И этот, казалось бы, частный вопрос хозяина стал научной программой
исследований молодой четы: гостя это был Пьер Кюри (1859—1906) и его жены Марии Кюри-
Склодовской (1867—1934).
Мария Склодовская родились 7 ноября 1867 г. в Варшаве, в семье учителя русской гимназии.
Мать ее тоже была преподавательницей. Окончив в 16 лет с золотой медалью русскую гимназию,
Мария из-за нужды не смогла продолжить образование. Чтобы помогать семье, она начала
репетиторскую работу в богатых домах. Это было своеобразной школой для молодой гимназистки.
Но время идет, а положение Марии остается прежним. Она уже начинает терять веру в
будущее. «Мои планы самые скромные: я мечтаю иметь собственный угол... Чтобы получить
независимость, я отдала бы полжизни», писала она в 1887 г. Но вот в 1890 г. старшая сестра
выходит замуж и приглашает к себе в Париж Марию. Сбывается давнишняя мечта: Мария поступает
в Сорбонну — знаменитый Парижский университет.
Ей приходится много работать, чтобы восполнить пробелы в образовании. Молодая полька
проявляет большие способности и исключительное трудолюбие. В 26 лет в 1893 г. она заканчивает
физический факультет и признается лучшей в выпуске; а через год получает диплом об окончании и
математического факультета Сорбонны, оказавшись в выпуске второй.
Еще будучи студенткой, Мария посещает заседания физического общества, где с огромным
интересом слушает сообщения ; ученых о новых открытиях. Здесь весной 1894 г. она знакомится с
молодым, но уже известным физиком Пьером Кюри, ставшим в 1895 г. профессором парижской
Школы промышленной физики и химии. 25 июля 1895 г. состоялась свадьба Пьера Кюри и Марии
Склодовской. Так образовался крепкий союз из любящих друг друга людей, союз редкостный по
общности жизненных, культурных и научных интересов.
В 1897 г. Мария решает заняться докторской диссертацией. Когда речь зашла о теме, Пьер
вспомнил разговор с Беккерелем и посоветовал жене ближе познакомиться с его открытием...
Итак, тема выбрана, нужны материалы и место для работы. По просьбе Пьера директор института
выделяет на первом этаже «небольшое помещение, служившее раньше машинным отделением и
складом. Трудно было представить себе место, менее природное для научной работы: сырость,
теснота, холод, никакого оборудования и никаких удобств. Но Марию это мало смущает. Она
упорно ищет ответ на вопрос: что является подлинным источником уранового излучения? С этой
целью она решает исследовать большое количество образцов минералов и солей и выяснить, только
ли уран обладает свойством излучать. Работая с образцами тория, она обнаруживает, что он,
подобно урану, дает такие же лучи и примерно такой же интенсивности. Значит, данное
явление оказывается свойством не только урана, и ему надо дать особое название. Мария
Кюри предложила назвать это явление радиоактивностью, а уран и торий радиоактивными
элементами. Работа продолжается с новыми минералами.
12 апреля 1898 г. на заседании Парижской академии наук , было сделано сообщение о
результатах этих опытов. Приводим отрывок из этого сообщения: «Два минерала, содержащих уран—
урановая смоляная руда кись урана) и хальколит (фосфат меди и уранила) гораздо активнее
самого урана. Факт этот весьмa примечателен и заставляет думать, что эти минералы, очевидно,
содержат какой-то новый элемент, обладающий гораздо большей активностью, чем уран».
Когда новое вещество будет выделено и преподнесено ученым, тогда можно будет говорить об
открытии. Пьер, как физик, верит результатам Марии, верит в ее интуицию. Он чувствует важность
работы и, оставив временно исследование кристаллов, начинает работать вместе с супругой. И эта
беспримерная в истории совместная научная работа продолжалась восемь лет, до трагической гибели
Пьера. Они терпеливо выделяют обычными химическими анализами все тела, входящие в состав
урановой смолки, и в результате опытов убеждаются, что существуют каких-то два новых элемента,
которыми и объясняется необычная активность окиси урана. В июле 1898 г. они уже могут заявить об
открытии одного из них и предлагают назвать его «полонием» по имени родной страны Марии.
26 декабря 1898 г. на заседании академии наук было зачитано новое сообщение супругов
Кюри: «...В силу различных, только что изложенных обстоятельств мы склонны к убеждению, что
новое радиоактивное вещество содержит новый элемент, который мы предлагаем назвать «радием».
Мы получили хлористые