Самостоятельная работа "Строение атома и атомного ядра". 9-й класс : Физика

Самостоятельная работа "Строение атома и атомного ядра". 9-й класс : Физика

ВАРИАНТ I

Энергия связи ядра

Как вам известно, ядра атомов состоят из протонов и нейтронов. Протоны имеют положительные заряды. Однако ядра являются устойчивыми образованиями, хотя одноименные заряды отталкиваются друг от друга. Какие же силы удерживают ядра о распада? Ядра не распадаются благодаря действию ядерных сил. Они действуют только на расстояниях порядка 10-15 м и в пределах ядра приблизительно в 100 раз больше кулоновских. Для разделения ядра на отдельные нуклоны нужно совершить работу против таких сил. Энергия, равная этой работе, называется энергией связи. Как же практически определить ее значение?

В этом помог выясненный с помощью масс-спектрографа интересный факт. Оказалось, что масса отдельных нуклонов больше, чем масса образованного ими ядра. Например, масса ядра атома составляет 14,003 а.е.м., а масса отдельно взятых нуклонов, входящих в его состав – 14,115 а.е.м., то есть возникал так называемый дефект массы в 0,112 а.е.м. Этот факт объяснила созданная в 1905 г. теория Эйнштейна. В ней утверждается, что масса и энергия любого тела взаимосвязаны. Уменьшение масс нуклонов означает потерю ими части своей энергии, которая при образовании ядра переходит в энергию связи его нуклонов. Энергия связи ядер определяется по формуле

где - разность масс отдельных нуклонов и ядра, с – скорость света в вакууме.

Согласно этой формуле энергия связи рассмотренного ядра азота равна

0,112 * 1,7 * 10-27 кг * 10 18 м22 = 1,7 * 10 – 9 Дж.

1. Почему энергия свободных нуклонов больше их энергии в ядре?

а) они находятся на одной бесконечности

б) они связаны в ядре

в) они не движутся в ядре

г) они непрерывно излучают энергию

2. По какой формуле можно рассчитать дефект масс?

1) * с2

2) Е/с2

3) Е/с

4) Е/t

3. Если дефект масс для некоторого ядра равен 0,500 а.е.м., то чему равна энергия связи его ядра?

а) 7,47 * 10-11 Дж

б) 5,47 * 10-11 Дж

в) 6,47 * 10-11 Дж

г) 4,47 * 10-11 Дж

4. Проведите энергетический расчет ядерной реакции и выясните, выделяется или поглощается энергия в этой реакции:

7 Li + 4 He —> 10 B + 1 n
3 2 5 0

5. Напишите недостающие обозначения в данной ядерной реакции:

? + 1 H a 22 Na + 4 Ne
1 11 2

ВАРИАНТ II

Регистрация заряженных частиц

Распространенным прибором для регистрации заряженных частиц является газоразрядный счетчик Гейгера-Мюллера. Газоразрядный счетчик представляет собой металлический цилиндр. По оси которого натянута тонкая проволока, изолированная от цилиндра. Цилиндр заполняется специальной смесью газов (например, аргон + поры спирта), давление которых 1000-1500 мм рт. ст. Счетчик включается в цепь: цилиндр соединяется с отрицательным полюсом источника тока, а нить с положительным; на них подается напряжение порядка 1000 В.

Попадание в счетчик быстрой заряженной частицы вызывает ионизацию газа. При этом образуется свободный электрон. Он движется к положительно заряженной нити, и в области сильного поля вблизи нити ионизирует атомы газа. Продукты ионизации и электроны ускоряются полем и в свою очередь ионизируют газ, образуя новые свободные электроны, которые участвуют в дальнейшей ионизации атомов газа.

Число ионизированных атомов лавинообразно возрастает и в газе счетчика вспыхивает электрический разряд. При этом по цепи счетчика проходит кратковременный импульс электрического тока. Отрицательно заряженные электроны собираются вблизи нити. А более массивные положительно заряженные ионы медленно движутся к стенкам цилиндра. Электроны уменьшают положительный заряд нити, а положительные ионы отрицательный заряд цилиндра, соответственно. Электрическое поле внутри цилиндра ослабевает. Через промежуток времени порядка микросекунды поле ослабляется настолько, что электроны не будут иметь скорости, необходимой для ионизации. Ионизация прекращается, и разряд обрывается.

За счет притока зарядов из источника тока счетчик снова будет готов к работе через 100-2000 мкс после вспышки. Таким образом, в счетчике возникают кратковременные разряды, которые могут быть подсчитаны специальным устройством. По их числу можно оценить число частиц, попадающих в счетчик.

1. При каком условии происходит ионизации газа в газоразрядном счетчике?

А. При попадании в него заряженной частицы

Б. При попадании электрического поля, ускоряющего движения частицы

Правильным является ответ

  1. только А
  2. только Б
  3. и А, и Б
  4. ни А, ни Б

2. Какие частицы вызывают ионизацию газа?

А. Электроны

Б. Положительно заряженные ионы

Правильным является ответ

  1. только А
  2. только Б
  3. и А, и Б
  4. на А. ни Б

3. Что происходит при попадании в счетчик быстрой заряженной частицы? Ответ поясните.

4. Определите энергетический выход ядерной реакции,

2 H + 2 H —> 3 He + 1 n
1 1 2 0

если энергия связи ядра изотопа гелия 7,7 МэВ, ядра дейтерия 2,2 МэВ.

5. Определите дефект масс ядра дейтерия в атомных единицах массы.

2 H
1

ВАРИАНТ III

Атомное ядро

Атом состоит из атомного ядра и вращающихся вокруг него электронов. В 1032 г. было установлено, что атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Протон – положительно заряженная частица с массой в 1836 раз большей, чем масса электрона. Электрический заряд протона совпадает по модулю с зарядом электрона qp = 1.6 х 10-19Кл. Ядра разных атомов содержит разное число протонов. Так в ядре атома водорода один протон, а в ядре атома кислорода их восемь, в ядре урана 92 протона. Число протонов в ядре совпадает с порядковым номером соответствующего элемента в таблице Менделеева. Число протонов в ядре обозначают буквой Z. Столько же и электронов в атоме. В периодической таблице для каждого элемента указано, кроме порядкового номера, еще одно число, которое, будучи округленным до целого числа, показывает общее число частиц (протонов и нейтронов) в атомном ядре. Оно обозначается буквой А и называется массовым числом.

Нейтрон – нейтральная частица с массой, которая в 1839 раз превышает массу электрона. Заряд нейтрона равен нулю. Число нейтронов обозначают буквой N.

N = A – Z

Чтобы найти число нейтронов в ядре, надо из массового числа ядра вычесть число протонов в нем.

1. В ядре атома бора 5 протонов и 6 нейтронов. Во сколько раз масса протонов и нейтронов, из которых состоит это ядро, превышает массу электронов в этом атоме?

  1. в 1836
  2. в 1839
  3. в 4047
  4. в 4039

2. По данным таблицы Менделеева германий имеет порядковый номер 32 и массовое число 73. Сколько протонов и нейтронов в ядре германия?

  1. Z = 41; N = 32
  2. Z = 32; N = 73
  3. Z = 73; N = 32
  4. Z = 32; N = 41

3. Масса электрона 9,1 х 10-31 кг. Чему равна масса частиц, из которых состоит ядро урана, имеющего массовое число 238?

А) 3,976 х 10-25 кг

Б) 3,989 х 10-25 кг

В) 3,980 х 10-25 кг

Г) 4,011 х 10-25 кг

4. Определите дефект масс

10 В
5
7 Li
3

5. Вычислите энергию, необходимую для расщепления ядра лития на нейтроны и протоны.

Ответы

  № 1 № 2 № 3 № 4 № 5
1 вариант 2 2 1 поглощается магний - 25
2 вариант 3 1 ионизация газа в цилиндре счетчика;

влетающие в счетчик заряженные частицы имеют большую скорость и большую энергию, которой достаточно чтобы, столкнувшись с молекулами газа выбить свободные электроны

3,3 МэВ 0,0019 а.е.м.
3 вариант 3 4 3 0,0695 а.е.м. 6,2*10-12Дж
Читать еще:


Новые материалы:

Работа с детьми старшего дошкольного возраста по обучению элементам синхронного плавания :: Программа "Преемственность в системе дошкольного и начальной ступени школьного образования" :: Открытое занятие по развитию речи "Составление рассказа по серии картинок" :: Конспект занятия по экологии и развитию речи по теме "Золотая осень" с использованием приёмов ТРИЗ и РТВ в старшей группе :: Что весна нам принесла. Здравствуй, Зимушка-Зима :: Три биллборда на границе Эббинга, Миссури ( Three Billboards Outside Ebbing, Missouri ), 2017 :: /Гостиные/Брио / Ангстрем / Гостиная Брио 2 Ангстрем ::

Отзывы (через аккаунты в социальных сетях Вконтакте, Facebook или Google+):

Оставить отзыв с помощью аккаунта ВКонтакте:

Оставить отзыв с помощью аккаунта FaceBook:

Оставить отзыв с помощью аккаунта Google+:

Поддержите сайт - подпишитесь на канал в Яндекс.Дзене!

Самое популярное:
Состояние воздуха: Карта загрязнения воздуха онлайн, обновляется в режиме реального времени

Экологическая карта состояния воздуха, которым мы дышим. В режиме реального времени.

Звуко-буквенный разбор слов

Научить детей реально оперировать звуками, т.е. развивать фонетический слух.

Костя Цзю прооперирован после инфаркта. 48 лет, абсолютный чемпион мира среди профи.

Вот это да. Возраст еще не старый, вес - 63 кг, легче не бывает, здоровье - железное... С чего вдруг?

Автор решающей шайбы Олимпиады-2018 не забыл своего первого тренера. И подарил ему автомобиль!

Подарок в тайне от тренера доставили прямо на ледовую арену к началу рабочего дня.

Урок литературного чтения Л.Пантелеев. "Камилл и учитель" УМК Н.Ф. Виноградовой "Начальная школа XXI века"

На уроках литературного чтения закладываются основы духовности и нравственности, решаются вопросы человековедческого характера. В предлагаемом уроке идёт работа над понятиями добра и зла, предательства и героизма, сопоставляются произведения одного автора, разные типы рассказов: художественный и исторический. Это урок действия, где дети овладевают основными видами чтения: ознакомительным, изучающим, просмотровым и поисковым.

Итоговая контрольная работа по органической химии. 9-й класс

Контрольная работа предназначена для итогового контроля знаний обучающихся 9-го класса по органической химии. В 9-м классе ученики знакомятся с основами органической химии, получают первичные знания о органических веществах и их свойствах. Знания по данной теме содержатся в экзаменационных заданиях. Работа включает тестовую часть и часть, требующую навыков составления формул гомологов и изомеров. Данные навыки пригодятся обучающимся при изучении органической химии 10-м классе.


Школьные занятия:
 
Контакты Научно-популярный портал "Познание - XXI век".
111672, г. Москва, ул. Новокосинская, д. 15, корп. 7.
Для связи E-mail: . poznanie21@yandex.ru
 
ADD