2019-2020年高中物理 《裂變及其應(yīng)用》教案 滬科版選修3-5.doc
《2019-2020年高中物理 《裂變及其應(yīng)用》教案 滬科版選修3-5.doc》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019-2020年高中物理 《裂變及其應(yīng)用》教案 滬科版選修3-5.doc(3頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
2019-2020年高中物理 《裂變及其應(yīng)用》教案 滬科版選修3-5 【教學(xué)目的】 1. 介紹重核裂變、輕核聚變和它們的應(yīng)用 2. 了解發(fā)生聚變反應(yīng)的條件及聚變反應(yīng)的特點。 3. 了解可控?zé)岷朔磻?yīng)研究的進展情況。 4. 通過學(xué)習(xí),使學(xué)生進一步認識導(dǎo)科學(xué)技術(shù)的重要性,更加熱愛科學(xué)、勇于獻身科學(xué)。 【教學(xué)重點】 發(fā)生聚變的條件及聚變反應(yīng)的特點。 【教具準備】 教師:有關(guān)氫彈構(gòu)造及其情況的影象資料、查找有關(guān)可控?zé)岷朔磻?yīng)的最新動態(tài)。 學(xué)生:上網(wǎng)或去圖書館查找有關(guān)熱核反應(yīng)的資料。 教具:實物投影儀,多媒體課件。 【教學(xué)過程】 ○、復(fù)習(xí)&引入 能源是推動科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟高速發(fā)展的動力保障,需求正在急劇增加。煤、石油等化石能源的不可再生,使資源日益枯竭,而且給地球帶來了巨大的污染,這些因素促使人們更加重視尋找潔凈的、可持續(xù)發(fā)展的新能源。近年來,核能作為一種新能源倍受人們關(guān)注,重核裂變和輕核聚變是獲得核能的兩個重要途徑。這節(jié)課我們學(xué)習(xí)輕核的聚變。 二、新課教學(xué) 一、重核裂變 1. 什么叫裂變? 2. 重核在什么情況下才能發(fā)生裂變呢? 1938年人們用中子轟擊鈾核量發(fā)現(xiàn)鈾核裂變的現(xiàn)象以后,這問題才逐漸被了解清楚,從而使控制和利用原子能成為可能。 3. 見圖15-7鏈式反應(yīng)的示意圖 4. 臨界體積(臨界質(zhì)量) 5. 原子彈 6. 原子反應(yīng)堆(圖15-11) 二、輕核的聚變 學(xué)生閱讀課本第一、二段,分組討論,歸納總結(jié),回答問題。 問題: 1.是否任意核聚變在一起都釋放出能量?為什么? 2.什么叫輕核的聚變? 3.發(fā)生輕核聚變的條件是什么? 結(jié)合裂變知識,引導(dǎo)學(xué)生回答問題1:不是任意核聚變在一起都能釋放能量。由愛因斯坦質(zhì)能方程可知,只有在反應(yīng)中出現(xiàn)質(zhì)量虧損,即生成物的總質(zhì)量小于反應(yīng)物的總質(zhì)量時,才能放出能量。 【板書】1.什么叫輕核的聚變? 把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核,釋放出核能的反應(yīng)叫做輕核的聚變,簡稱聚變。 教師補充,常見的聚變反應(yīng)有 H+H→H+H+ 4 MeV H+H→He+n+ 17.6 MeV 【板書】2.發(fā)生聚變的條件 要使輕核發(fā)生聚變,必須使它們核子間的距離接近到10-15m,由于原子核都是帶正電的,要使他們接近到這種程度,必須克服巨大的庫侖斥力,這就要求原子核有很大的動能。 怎樣才能使輕核獲得足夠大的動能來產(chǎn)生聚變呢? 方法之一就是將物質(zhì)加熱。溫度越高,分子的熱運動越劇烈,分子熱運動的平均動能越大。當(dāng)物質(zhì)達到幾百萬攝氏度以上的高溫時,劇烈的熱運動使得一部分原子核具有足夠的動能,可以克服原子核間的庫侖斥力,在碰撞時發(fā)生聚變。因此,聚變反應(yīng)有叫熱核反應(yīng)。熱核反應(yīng)一旦發(fā)生,就不再需要外界給它能量,靠自身產(chǎn)生的熱就可以使反應(yīng)進行下去。 根據(jù)你收集的資料,還能通過什么方法實現(xiàn)核聚變? 日英開發(fā)出激光核聚變新方法,有關(guān)論文發(fā)表在近日出版的英國《自然》雜志上。 有人提出利用電解重水的方法實現(xiàn)低溫核聚變,但是未經(jīng)證實。 學(xué)生閱讀課本,總結(jié)聚變反應(yīng)的特點。 【板書】3.聚變反應(yīng)的特點 ⑴ 和裂變相比,聚變反應(yīng)釋放的能量更多 例如,一個氘核和一個氘核發(fā)生聚變,其核反應(yīng)方程是 H+H→He+n 教師給出數(shù)據(jù),讓學(xué)生計算該反應(yīng)釋放的能量。 氘核的質(zhì)量:mD=2.014 102u 氚核的質(zhì)量:mT=3.016 050u 氦核的質(zhì)量:mα=4.002 603u 中子的質(zhì)量:mn=1.008 665u 1u=1.660 610-27kg,e=1.602 210-19C 根據(jù)質(zhì)能方程,釋放出的能量 △E=△mc2 =(mD + mT - mα- mn)c2 =eV =17.6 MeV 平均每個核子放出的能量約為3.3 MeV,而鈾核裂變時平均每個核子釋放的能量約為1 MeV。 【板書】⑵.聚變材料豐富 1L海水中大約有0.03g氘,如果發(fā)生聚變,放出的能量相當(dāng)于燃燒300L汽油。 常見的聚變反應(yīng) H+H→H+H+ 4 MeV H+H→He+n+ 17.6 MeV 在這兩個反應(yīng)中,前一反應(yīng)的材料是氘,后一反應(yīng)的材料是氘和氚,而氚又是前一反應(yīng)的產(chǎn)物。所以氘是實現(xiàn)這兩個反應(yīng)的原始材料,而氘是重水的組成成分,在覆蓋地球表面三分之二的海水中是取之不盡的。 【板書】⑶ 安全、無污染 聚變產(chǎn)物基本上是穩(wěn)定的氦核,沒有放射性,不污染周圍環(huán)境。而常規(guī)裂變反應(yīng)堆會產(chǎn)生壽命長放射性較強的核廢料,容易引起環(huán)境污染。 師述:可見,輕核的聚變是一種理想的解決能源的途徑。通過閱讀課本和大家查找的資料了解目前對聚變能的應(yīng)用情況。 【板書】二、可控?zé)岷朔磻?yīng) 1. 聚變能的應(yīng)用 ⑴ 太陽能。熱核反應(yīng)在宇宙中是很普通的。太陽和許多恒星內(nèi)部,溫度高達107K以上,就滿足熱核反應(yīng)的條件。太陽內(nèi)部的氫核在極高溫下聚變成氦核,每秒釋放的能量達3.81026J。地球只接收了其中的二十億分之一左右。對太陽能的應(yīng)用主要是:地球上萬物生長離不開太陽的光和熱;太陽能熱水器、太陽能電池等等。 師述:查閱資料,更多、更詳細地了解太陽能的應(yīng)用。 【板書】⑵ 氫彈。氫彈是利用熱核反應(yīng)制造的一種大規(guī)模殺傷武器,在其中進行的是不可控?zé)岷朔磻?yīng)。 師述:氫彈比原子彈復(fù)雜一些,它需要用原子炸藥來引爆。以獲得熱核反應(yīng)所需的高溫,而這些原子炸藥又要用普通炸藥點燃。 【錄像】氫彈的構(gòu)造簡介及其爆炸情況。 但要使聚變反應(yīng)所產(chǎn)生的能量用于和平目的,則需實現(xiàn)可控?zé)岷朔磻?yīng)。 【板書】2.可控?zé)岷朔磻?yīng) 世界上許多國家都在積極研究可控?zé)岷朔磻?yīng)的理論和技術(shù)。我國在這方面已經(jīng)具有一定的實力,取得一定的成果。最近,位于合肥西郊的中國科學(xué)院等離體物理研究日前傳出喜訊:基于超導(dǎo)托卡馬克裝置HT—7的可控?zé)岷司圩冄芯吭佾@突破,運行參數(shù)居世界前兩位。據(jù)介紹,本輪實驗有來自美、日等14個研究機構(gòu)的18位外籍專家參與,HT—7裝置成為名副其實的國際可控?zé)岷司圩冄芯看笪枧_。 據(jù)專家估計,可控?zé)岷司圩兛赡茉诒臼兰o40年代投入商業(yè)運營,人類從此將擁有用之不竭的潔凈能源。在這個中外科學(xué)家百年共同努力的造福人類的“千年工程”上,人們將會看到中國人月HT—7搭建的里程碑。相關(guān)內(nèi)容可上網(wǎng)上查詢。 三、小結(jié) 四、作業(yè) 1.查閱資料,進一步了解人類對聚變能利用的研究及取得的成果。 2.練習(xí)四第⑶題。- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請點此認領(lǐng)!既往收益都歸您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁顯示word圖標,表示該PPT已包含配套word講稿。雙擊word圖標可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國旗、國徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計者僅對作品中獨創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 裂變及其應(yīng)用 2019-2020年高中物理 裂變及其應(yīng)用教案 滬科版選修3-5 2019 2020 年高 物理 裂變 及其 應(yīng)用 教案 滬科版 選修
鏈接地址:http://m.zhongcaozhi.com.cn/p-2598768.html