Ученики на Учителя.com


Конспект урока "Атом и люди" 11 класс

Разработка
урока – панорамы
по теме:
«Атом и люди».
11 класс
Учитель математики и физики
Федькова Г.Ю.
2
УРОК-ПАНОРАМА «Атом и люди»
Цель урока:
расширить и углубить учебный материал;
ознакомить с новыми сведениями за счёт обращения к различным источникам;
воспитать критическое отношение к вредному действию радиоактивности на живые
организмы;
уметь избегать опасности сильного поражения при контакте с радиоактивными
препаратами;
связать технический аспект проблемы с общечеловеческим - гуманным и экологическим.
Оборудование:
-оформить стенд «Творцы учения об атоме и радиоактивности»;
-атом на службе у людей.
Оформление доски: на одной половине доски написана тема урока, вопросы, рассматриваемые
на уроке, домашнее задание и стих: Быть может, эти электроны-
Миры, где пять материков,
Искусства, знанья, войны, троны
И память сорока веков!
Ещё быть может, каждый атом-
Вселенная, где сто планет;
Там всё, что здесь, в объёме сжатом,
Но также то, чего здесь нет.
На второй половине доски помещены стенд, плакаты, рисунки.
Учитель: (На фоне тревожной музыки)
Ребята, сегодня мы проводим с вами обычный, и не очень, урок-конференцию «Атом и люди».
Вначале, давайте перенесемся мысленно на века назад и погрузимся в вечность. Прикройте глаза и
представьте себе время, когда будто бы ничего не существовало. Кроме тьмы. Попробуйте
представить себе ее. Приглядевшись, вы различите в этой кромешной темноте частички, похожие
на частички пыли и искорки света. Они движутся. Вы наблюдаете за ними и видите, что они
движутся все быстрее и быстрее, сталкиваются, разлетаются, иногда образуются в вихри и
превращаются в звезды и галактики. (Открыть глаза). Так же образовалась и наша голубая планета
Земля.
Голубизну ей придают океаны, в которых много различных химических элементов и веществ,
отличающихся друг от друга мельчайшими частицами, способными соединяться друг с другом и
распадаться, образуя новые вещества - эти частички, называются молекулы и атомы. «Что такое
молекулы и атомы? Как они устроены?» - эти вопросы давно задавал себе человек и искал ответы.
Их искали и химики, и биологи, и физики, и лирики. Русский поэт Валерий Яковлевич Брюсов, в
одном из стихов писал: Быть может, эти электроны -
Миры, где пять материков,
Искусства, знанья, войны, троны
И память сорока веков!
Еще быть может, каждый атом -
Вселенная, где сто планет;
Там все, что здесь, в объеме сжатом,
Но также то, чего здесь нет.
Искал человек, искал и нашел, открыл человек, что атом - это «беспокойное хозяйство».
Ребята! А теперь в хронологическом порядке рассмотрим возникновение учения об атоме, о
радиоактивности, а вы, ребята, попытайтесь записать в тетрадь несколько мыслей из услышанного.
1 ученик: Всем людям известно, что все тела, включая нас самих, состоят из мельчайших
«кирпичиков», называемых атомами. Каждый химический элемент – это совокупность атомов
одного и того же типа. Атом в переводе с греческого означает «неделимый». Древние греки
предполагали, что атомы имеют форму правильных многогранников: куба - атомы земли»,
тетраэдра - «атомы огня», октаэдра - «атомы воздуха», икосаэдра - «атомы воды». Прошло более 20
столетий, прежде чем восторжествовала идея атомистического строения вещества, и также было
обнаружено, что атомы некоторых химических элементов могут самопроизвольно давать
излучение.
3
Я хочу рассказать вам о некоторых событиях из истории изучения об атоме и радиоактивных
излучений. Радиоактивность, т.е. явление самопроизвольного излучения атомами, открыл в 1896
году Антуан Анри Беккерель. Он обнаружил собственное излучение солей урана, интенсивность
которого:
A) растет с увеличением концентрации урана в соединении;
Б) не зависит от давления и температуры;
B) не изменяется под действием электрических и магнитных полей;
Г) не зависит от вида химического соединения, в которое входит уран.
Затем, через 2 года, т.е. в 1898 г. Мария Склодовская-Кюри польский и французский физик и
химик доказала наличие подобного излучения у тория, а затем она и Пьер Кюри (её муж) открыли
новые излучающие элементы: полоний и радий, после чего она ввела в физику понятие
«радиоактивность». Мария Склодовская-Кюри дважды лауреат Нобелевской премии. Она
занималась исследованием влияния радиоактивных излучений на живую клетку. Когда было
подмечено биологическое действие лучей радия, Пьер Кюри, подверг свою руку облучению, для
того, чтобы непосредственно наблюдать и изучать это действие. В результате он получил рану,
похожую на ожог, залечить её удалось лишь через несколько лет. Супруги Кюри были
исключительно бескорыстными людьми. В моральном кодексе Кюри первой заповедью было:
«людям, а не себе». Поэтому Нобелевскую премию они потратили на организацию лечения радием.
Пьер Кюри трагически погиб 19 апреля 1906 года, а Мария Склодовская-Кюри умерла от лучевой
болезни в 1934 году, но до сих пор ее лабораторные тетради сохранили высокий уровень радиации.
В честь супругов назван искусственно полученный трансурановый элемент с порядковым номером
96-кюрий.
В 1902-1903гг. Резерфорд и Содди установили закон радиоактивного распада, говорящий о том,
что за время равное периоду полураспада распадается половина всего количества радиоактивных
атомов. Например, для радиоактивного изотопа йода он равен 8 суток, для изотопа цезия - 30 суток,
а стронция - 30 лет.
В 1911 году Эрнест Резерфорд открыл у атома атомное ядро.
В 1919 году Резерфорд осуществил впервые в истории человечества искусственное
превращение атомных ядер.
В 1932 году Чедвиком (ученик Резерфорда) открыт нейтрон и в том же году была построена
протонно-нейтронная модель ядра.
В 1934 году Фредерик Жолио-Кюри совместно с женой Ирен (зять и дочь Пьера и Марии
Кюри) открыл искусственную радиоактивность. Большое значение имели их работы для открытия
нейтрона, они показали принципиальную возможность цепной ядерной реакции с освобождением
энергии, получили первые искусственно созданные изотопы.
Фредерик Жолио-Кюри - национальный герой Франции, его дела, уже при жизни ученого,
стали легендой. Фредерик и Ирен Жолио-Кюри лауреаты Нобелевской премии по химии,
удостоены в 1935 году.
Отечественная атомная техника своими истоками связана с именем легендарного физика Игоря
Васильевича Курчатова. Это был неповторимый ученый, талантливый исследователь природы,
безграничный патриот Родины, отдавший ей всего себя. С 1943 года возглавил работы, связанные с
атомной проблемой.
В январе-марте 1949 года в Москве готовилось всесоюзное совещание физиков, которое должно
было разгромить «физический идеализм», а вместе с ним теорию относительности и квантовую
механику. Но совещание не состоялось по причине «вмешательства» в его подготовку Курчатова. В
начале 1949 года всесильный Берия - один из организаторов массовых репрессий в стране - спросил
у Курчатова, правда ли, что теория относительности и квантовая механика - идеализм и от него
надо отказаться. На что Курчатов ответил этому страшному человеку, одно имя которого
заставляло цепенеть людей: «Мы делаем атомную бомбу, действие которой основано на теории
относительности и квантовой механике. Если от теорий отказаться, придется отказаться и от
бомбы». Берия был явно встревожен этим ответом и сказал, что самое главное - это бомба, а все
остальное ерунда. Тут же об этом Берия доложил Сталину, и совещание было отменено. Курчатов
был ответственный, принципиальный, необычайно добрый человек. Под его руководством ядерная
4
энергия нашла применение, т.к. были созданы первый в Европе атомный реактор в 1946 году, и
атомная бомба в 1949 году, построена первая в мире атомная электростанция в 1954 году. Это
Обнинская АЭС. За выдающиеся работы в области ядерной физики 104 элемент периодической
системы Менделеева назван Курчатовием.
Учитель: Ребята, на этом стенде портреты главных творцов учения об атоме и
радиоактивности, с короткой информацией о каждой из них. Итак, было открыто, что атом состоит
из протонов, нейтронов и электронов, что это «Беспокойное хозяйство» - атом - обладает
«неукротимой» энергией, которую при определенных условиях он может отдать в окружающее
пространство и стать рабочим и воякой, героем и злодеем дня.
Теперь рассмотрим второй вопрос о действии радиоактивности на живые организмы.
Ученик 2: Большую роль в состоянии здоровья, облученного радиацией человека, играет
поглощенная доза излучения. Поглощенная доза излучения - это отношение поглощенной энергии
ионизирующих лучей к массе облученного тела: Д=Е/М; она измеряется в грэях: 1 Гр = 1 ДЖ / 1 КГ
Сотрудники метеорологической службы изучают состояние земной атмосферы и происходящие
в ней процессы. Под действием радиации воздух ионизируется; степень его ионизации
характеризуется экспозиционной дозой. Экспозиционная доза измеряется в рентгенах (Р).
Природным гамма-фоном считается излучение, создающее ионизацию 10 микрорентген в час. Под
влиянием разных фактов природный гамма-фон может изменяться.
В случае наличия лишь природного фона излучений, поглощенная доза за год составляет
«2мГр» (миллигрэя). При однократном облучении всего тела, когда поглощенная доза равна1 Гр, не
возникает никаких серьезных отклонений в состоянии здоровья человека. Эта доза представляет
собой тот порог, выше которого появляются эффекты облучения. В случае однократного облучения
при дозах 1-2,5 Гр, организм становится перед выбором: «заболеть - не заболеть»; при дозах 2,5-6
Гр «выздороветь - умереть».
Чем больше доза, тем тяжелее протекает лучевая болезнь и скорее наступает смерть. В тканях
детского организма концентрация радиочувствительных молекул и клеток выше, чем у взрослых
людей, однако в детском организме более высока и эффективность восстановительных процессов. У
пожилых людей восстановительные процессы протекают плохо, что и определяет их повышенную
поражаемость радиацией.
Для измерения доз ионизирующих излучений и их мощностей, служат дозиметры. Бытовые
дозиметры обычно позволяют регистрировать все виды излучений.
Действие радиоактивности на живые организмы.
Для оценки действия на организм разных радиоактивных веществ важно знание такой
величины, как активность радиоактивного изотопа. В системе единиц СИ активность измеряется в
беккерелях: 1 Бк=1 распад/с
На территориях, подвергшихся загрязнению радиоактивными изотопами, допускались
следующие дозы активности в расчете на 1 кв. км
• до 1 Ки (Кюри) - разрешается даже строительство санаториев, домов отдыха;
• до 5 Ки (Кюри) - практически нет ограничений;
• до 15 Ки (Кюри) - вводится систематический контроль над сельскохозяйственной продукцией;
• до 40 Ки (Кюри) - прекращается какое-либо сельскохозяйственное производство, население
эвакуируется.
Возбужденные атомы и ионы обладают высокой химической активностью, поэтому в клетках
организма появляются новые химические соединения, чуждые здоровому человеку: разрушаются
отдельные сложные молекулы и элементы клеточных структур.
Более высокой радиопоражаемостью отличаются клетки костного мозга, лимфоидной ткани,
половые клетки, эпителий желудочно-кишечного тракта Колебания годовой дозы облучения,
зависит от местных геологических, почвенных, атмосферных, промышленных и иных условий.
Ионизирующее излучение влияет на генетические свойства организма, в результате чего в
популяции могут появляться особи с признаками патологии.
Воздействие радиации способствует мутации генов, нарушает нормальный процесс
образования клеток и вызывает аномалию хромосомного набора, что ведет к увеличению
мертворожденных, появления врожденных пороков у детей, а также к нарушению иммунитета их
5
организма. Так, например, α - частица больших энергий, проникая в организм человека, повреждает
наследственные структуры. Особенно это должна знать и помнить курящая женщина,
собирающаяся стать матерью. Ученые пришли к выводу: каждый пятый ребенок из числа
погибающих во время беременности был бы жив, если бы его мать не курила. Выкуривающий за
день 20 сигарет получает такое же облучение, как будто ему сделали 200 рентгеновских снимков.
Помните, что курение - это опасный источник внутреннего радиоактивного облучения.
Установлено также, что сигареты с фильтром радиоактивных изотопов не задерживают.
Учитель: Мы продолжаем разговор по теме «Атом и люди». Внимание: лист тетради разделите
пополам вертикальной линией. Слева от этой черты записывайте «добрые дела атома», справа -
«злые дела атома». В результате у вас получится таблица. Итак, мы начинаем обсуждение
проблемы «атом - это хорошо или плохо».
Ученик 3: Радиоактивные изотопы - это источники излучений, они широко применяются в
науке, медицине, технике, как компактные источники гамма-лучей. Так, используя их для
исследования обмена веществ в организме (метод меченых атомов), биологи доказали, что за
небольшое время организм подвергается почти полному обновлению. В медицине радиоактивные
изотопы применяют как для постановки диагноза, так и в терапевтических целях. Так,
радиоактивный натрий, вводимый в кровь, используется для исследования кровообращения;
радиоактивный йод используется для лечения базедовой болезни, а гамма-излучение кобальта - при
лечении раковых заболеваний. Для лечения онкозаболеваний внедряется новый метод - протонно-
лучевая терапия. Не менее обширны применения радиоактивных изотопов в промышленности. Это:
контроль износа поршневых колец в ДВС; диффузия металлов; процессы в доменных печах;
исследование внутренних структур металлических отливок с целью обнаружения дефектов.
Все более широкое применение получают радиоактивные изотопы в сельском хозяйстве.
Облучение семян растений приводит к увеличению урожайности. Гамма-излучение помогает
бороться с вредными насекомыми на табачных плантациях, помогает при консервации продуктов,
помогает в агротехнике.
Интересное применение получили радиоактивные изотопы в археологии. С их помощью узнали
возраст египетских мумий, остатков доисторических костров и т.д.
Применяя нейтронно-активационный метод исследования можно отличить современное
изделие от старинного; определить наличие того или иного химического элемента в каком-либо
веществе. Это используется в химии, геологии, фармакологии, экологии, астрономии и даже
криминалистике. Например, 100 лет оставался неясным вопрос: умер Наполеон естественной или
насильственной смертью. После исследования пряди его волос методом меченых атомов,
установлено, что причина смерти Наполеона - отравление мышьяком.
Нефтяники применяют нейтронно-активизационный метод при получении различных
продуктов из нефти, геохимики для выяснения возраста различных пород. Радиоактивный газ -
радон, который получается в результате распада радия, может быть индикатором напряженных
состояний земной коры, которые всегда предшествуют землетрясениям и разломам. Кроме того, в
тех местах Земли, где находятся месторождения нефти и радиоактивных элементов, зафиксировано
повышение температуры поверхности Земли.
На основе этого геологи могут прогнозировать районы возможного залегания нефти. Все это и
другое вы увидите и узнаете, если детально рассмотрите вот этот рисунок, помещенный на доске,
который так и называется «Радиоактивные изотопы на службе людям»
Учитель: Радиация - один из многих естественных факторов окружающей среды,
радиоактивность - неотъемлемый элемент нашего бытия, он приобрел большое значение в
проблеме безопасности жизни и здоровья людей. О ядерной энергетике и проблемах экологии
расскажет следующий ученик.
Ученик 4: 6 августа 1945 года на японский г. Хиросиму, американцы сбросили бомбу «Малыш»
массой 4100 кг, начиненную 7 кг урана - 235. 9 августа участь Хиросимы постигла г. Нагасаки, на
который была сброшена атомная бомба «Толстяк» массой 4500 кг, содержащая 1,3 кг плутония -
239.
В мире сейчас насчитывается «50 тысяч единиц ядерного оружия, причем мощность каждого из
них не меньше, а зачастую больше, чем у бомбы, взорванной над Хиросимой.
6
В первые дни после аварии на Чернобыльской АЭС руководители здравоохранения убеждали
всех, что ничего страшного не произошло. Между тем некоторые средства массовой
информации назвали тогда Киев «советской Хиросимой». В Киеве не было ни взрывной волны, ни
массового лучевого поражения, ни огромных дозовых нагрузок. Тем не менее, при взрыве реактора
было выброшено топлива в десятки раз больше того ядерного материала, который находился в
бомбах, выброшенных на Хиросиму и Нагасаки. Так что, по выброшенной в окружающую среду
радиоактивности, чернобыльская катастрофа на несколько порядков перекрывает японскую. А по
последствиям в здоровье людей, которые могут проявляться на протяжении нескольких
десятилетий, она не уступает японской трагедии. Со дня аварии на ЧАЭС минуло ~20 лет. За это
время возросло количество онкологических заболеваний среди населения, отмечен рост болезней
крови и щитовидной железы у детей, снизился противовирусный и противораковый иммунитет. Для
человека вредна любая доза радиации, поэтому обязательно должен быть радиометрический
контроль продуктов питания, окружающей среды. Последствия этой катастрофы будут
сказываться еще в течение десятков и даже сотен лет.
После Чернобыльской аварии, территории с плотностью загрязнения цезием – 137 выше 15
Ки/кв.км., были обнаружены в Киевской, Житомирской, Могилевской, Гомельской и Брянской
областях (показать на карте). Из 2044 кв.км. зоны отчуждения, большая её часть загрязнена
радиоактивным цезием, стронцием, плутонием и другими трансурановыми элементами с очень
большим периодом полураспада. Эти области выпали из хозяйственного оборота.
Чернобыльская катастрофа - крупномасштабная радиационная авария; она нанесла сильную
психологическую травму значительной части населения. Теперь необходимо, по мере возможного,
ликвидировать все последствия аварии, всеми возможными средствами восстанавливать и
поддерживать здоровье людей, подвергшихся радиации. Однако нужно жить дальше и думать о
будущем. К сожалению, экономически выгодных и экологически чистых источников
электроэнергии пока нет. Так работа тепловых станций сопровождается выпадением кислотных
дождей, усилением «парникового эффекта», что может привести к мировой катастрофе.
Гидроэнергетика близка к полному исчерпанию возможного дальнейшего развития. Между тем,
мировой опыт таков: в США примерно 20% энергии вырабатывают атомные станции, в Германии -
30%, Японии - 60%, во Франции - 75%, и здесь же в полукилометре от АЭС выращивают
экологически чистые овощи. Так что, атомная энергетика способна наилучшим образом обеспечить
человечество электричеством, но непременным условием её развития должно стать обеспечение её
безопасности и максимальной надежности эксплуатации АЭС. (Р-1)
Ученик 5: Эта малая частица атом - стала важной, весомой не только для НТП, но и для жизни
человечества. А теперь о том, что должен знать каждый.
Если в силу каких-либо причин: аварий, стихийных бедствий, военных действий или
террористических актов произошло радиоактивное загрязнение территории, то, чтобы уменьшить
опасность сильного поражения надо меньше потреблять воды; пить только кипяченую воду, т.к.
кипячение уменьшает количество радионуклидов в ней. После 5-10 мин кипения, вода должна
остыть при комнатной температуре и отстояться. Образующаяся на её поверхности пленка
содержит больше всего радионуклидов, её необходимо убрать, положив на пленку фильтровальную
бумагу, затем воду следует аккуратно слить, оставив на дне осадок («накипь») солей кальция и
кремния, где концентрируется радиоактивный стронций и другие радионуклиды.
Полезно систематически посещать баню, т.к. с потом из организма выводятся радионуклиды.
При купании в открытых водоемах нужно помнить, что основное их количество находится в иле и
на берегу в песке.
Повышенную радиоактивность имеют ягоды - их перед употреблением необходимо длительное
время мыть проточной водой, а грибы рекомендуется вообще не собирать. Фрукты и овощи лучше
всего очищать от кожицы и есть только их мякоть (или сок). Картофель хорошо поглощает цезий,
поэтому не варите его в «мундире», и не пеките в костре. Ядерные излучения опасны тем, что даже
их большие дозы не воспринимаются органами чувств человека. Поэтому при работе с
радиоактивными препаратами необходимо проявлять осторожность и строго следовать инструкции,
чтобы не подвергать риску себя и окружающих людей.
7
Учитель. Мы рассмотрели все вопросы, выносимые на урок, все сообщения учащихся. Я
думаю, что вы узнали много нового и интересного для себя, о чем самостоятельно, может быть, и не
стали бы никогда читать. Каждый из вас, наверное, утвердился в мысли, что радиоактивность: и
благо, и вечная опасность для человечества и цивилизации, что радиация - это надежда
человечества и угроза ему. (РЕФЛЕКСИЯ.) Сейчас, ребята, проанализируйте, пожалуйста, каждое
«движение» своих мыслей, чувств, ощущений, которые возникли у вас в течение урока. Запишите
их в тетрадях (1,2 мысли), через 2 минуты, некоторые мысли вы озвучите (звучит спокойная
музыка).
Итог урока. Информация о домашнем задании. Все выступавшие получают за подготовленные
сообщения «5», дневники на перемене.
А сейчас, домашнее задание:
1. (всем) Прочитать, осмыслить, доработать таблицу, заполненную в классе, используя рисунок
на доске (Подготовиться к ее проверке).
2. На основе таблицы, заполненной в классе, заполнить таблицу следующего вида:
Что из «добрых дел» сохранить
От чего избавиться или какое зло уменьшить
3. По желанию - провести дома экологический опыт по оценке загрязненности снега в данной
местности. Инструкция по проведению работы на стенде «В помощь школьнику»
Содержание инструкции: В чистые стеклянные банки наберите снег из различных мест (у
дороги, во дворе, в лесу или в поле) и поставив их в комнате дождитесь когда снег растает.
Поместите рядом банку с водой из водопроводного крана или колодца. Сравните прозрачность и
чистоту воды во всех банках. Сделайте вывод, где вода грязнее всего, и объясните почему.
Профильтруйте воду, используя любые небольшие, но чистые баночки и фильтровальную
бумагу («промокашку»). Сделайте это таким образом: положите поверх баночки промокательную
бумагу так, чтобы образовалось небольшое углубление, в которое тонкой струйкой наливайте воду
из стеклянной банки.
Профильтровав каждую пробу воды, аккуратно достаньте фильтровальную бумагу и
высушите, не встряхивая с её поверхности осадка. После высыхания бумаги рассмотрите
внимательно находящиеся на ней частички. Сравните по цвету осадки от талой воды на листках
фильтрованной бумаги. Какова природа осадка? О чем свидетельствует его наличие?
8
Портреты главных творцов учения об атоме и радиоактивности
9
10
11
Использование энергии электростанций в мире
Оборудование для атомных станций.
12
Атомная авиация
Атомный ракетный крейсер
13
АТОМНАЯ ПОДВОДНАЯ ЛОДКА Класса ТАЙФУН (АКУЛА).
Красный гигант Атомный ледокол "Ямал"
14
Атомная бомба
Водородная бомба
Скачать материал

Физика - еще материалы к урокам: