初三下學(xué)期物理教學(xué)計劃：原子核、核能

1、.初三下學(xué)期物理教學(xué)方案：原子核、核能一教學(xué)目的1.常識性理解原子和原子核的組成。2.常識性理解裂變、鏈?zhǔn)椒错?、聚變的大致情況和原子彈、氫彈的制造原理，以及核反響堆的作用。3.常識性理解研究可控核聚變的重大意義。啟發(fā)學(xué)生想象人類開發(fā)利用核能的美妙前景，激發(fā)學(xué)生努力學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)的熱情。二教具原子和原子核的掛圖，鏈?zhǔn)椒错懙膾靾D能用幻燈顯示原子、原子核的構(gòu)造和鏈?zhǔn)椒错懙那闆r更好。三教學(xué)過程1.引入板書：核能指出核能是一種先進(jìn)的、可以替代常規(guī)能源的新能源。目前世界上利用核能發(fā)電的核電站已有400多個。其年發(fā)電量約占全球年發(fā)電總量的17%，到下世紀(jì)，核能有時能成為一些國家的主要能源。要理解核能是怎么回事

2、，就需要從物質(zhì)構(gòu)造原子和原子核的組成說起。2.新課板書：原子和原子核的組成提問：請根據(jù)化學(xué)課中講過的內(nèi)容，說說原子和原子核的組成情況?老師展示原子和原子核的掛圖，歸納小結(jié)學(xué)生的答復(fù)，要求學(xué)生明確：任何物質(zhì)的原子都是由位于原子中心區(qū)域帶正電的原子核和帶負(fù)電的核外電子組成的;原子核又是由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子組成的。板書：講述：本世紀(jì)初，科學(xué)家們通過實驗和理論研究對原子和有子核的組成有了正確的認(rèn)識，發(fā)現(xiàn)原子核是可以改變的，而且在改變過程中可以釋放出宏大的能量原子核能，簡稱核能，通常也叫原子能確切地說，原子能應(yīng)是原子核能的縮寫代名詞。那么，怎樣才能有效地獲得蘊(yùn)藏在原子核里的大

3、量核能呢?旁注：在原子中，原子核和核外電子之間有廣闊的空間，而在原子核中，質(zhì)子和中子那么是嚴(yán)密地結(jié)合在一起的。此注供老師參考。板書：裂變指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材上講裂變那一段課文。提出其注意：1裂變指的是什么現(xiàn)象;觀察教材上鈾核裂變的示意圖，結(jié)合閱讀課文中的講述，理解鈾核裂變釋放出核能，轉(zhuǎn)化為周圍物體的內(nèi)能是怎么回事;理解裂變釋放出的核能非常宏大。提問：什么叫裂變?l千克鈾中的鈾核假如全部發(fā)生裂變，釋放出的能量大約是1千克標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒所放出能量的多少倍?旁注：檢查學(xué)生閱讀教材的效果。老師小結(jié)并強(qiáng)調(diào)：用中子轟擊鈾235，鈾核質(zhì)量大的核會分裂成兩部分兩個中等質(zhì)量的核，這種現(xiàn)象叫做核裂變，簡稱裂變。根據(jù)書

4、上提供的數(shù)據(jù)很容易算出，1千克鈾中的鈾核假如全部發(fā)生裂變，釋放出的能量大約是1千克標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒所放出能量的2.5×106250萬倍。由此可知，裂變是獲得大量核能的重要途徑。板書：鏈?zhǔn)椒错懤蠋熣故炬準(zhǔn)椒错憭靾D并講述：用中子轟擊鈾核，才能使鈾核發(fā)生裂變，放出能量。假如外界的中子停頓轟擊，裂變也就停頓。然而實驗說明，鈾核分裂時，還同時放出23個中子，這一點的意義特別重要。因為放出的中子，又可以轟擊其它鈾核，使它們也發(fā)生裂變。這些鈾核分裂時，同樣放出中子，從而引起更多的鈾核發(fā)生裂變。于是裂變反響便會鏈鎖式地自行持續(xù)下去。這種現(xiàn)象叫做鏈?zhǔn)椒错?。假如對裂變的鏈?zhǔn)椒错懖患涌刂?，在極短時

5、間約百萬分之幾秒會釋放出大量核能，發(fā)生猛烈爆炸，原子彈就是根據(jù)這個原理制成的。讓學(xué)生看教材上我國第一顆原子彈爆炸后引起蘑菇狀煙云的示意圖說明：原子彈爆炸時，立即發(fā)出強(qiáng)烈的閃光，可照亮100千米以內(nèi)的天空和地面，閃光后，天空出現(xiàn)一個火球，并迅速上升?；鹎蚶鋮s后變成褐色煙云，同時地面上升起的塵土和煙柱一起形成可上升到15千米高空的蘑菇狀煙云。原子彈爆炸時還發(fā)出極其強(qiáng)烈的爆炸聲，幾十千米以外也可聽到。講述：為便于和平利用核能，必須控制鏈?zhǔn)椒错懙乃俣?，使核能緩慢而又平穩(wěn)地釋放出來。為此，人們制成了一種專門裝置。板書：核反響堆能緩慢、平穩(wěn)地釋放核能的裝置。讓學(xué)生看教材上我國第一座核反響堆外貌圖彩圖，說明

6、：建造核反響堆，對材料、技術(shù)、平安防護(hù)設(shè)施等都有很高、很嚴(yán)的要求。不但需要解決很多核物理問題，也要求材料科學(xué)、電子學(xué)、自動控制學(xué)等解決許多困難問題。能自行設(shè)計、制造核反響堆，說明我國在這一高科技領(lǐng)域獲得了重大成就，為和平利用核能創(chuàng)造了必要的條件。板書：聚變獲得大量核能的另一重要途徑講述：科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，某些質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核時，也能釋放出核能，這種現(xiàn)象叫做核聚變，簡稱聚變。讓學(xué)生看教材上一個氘dao核和一個氚chuan核結(jié)合成一個氦核的聚變反響示意圖說明：一個氘核由一個質(zhì)子和一個中子組成，一個氚核由一個質(zhì)子和二個中子組成，它們發(fā)生聚變反響結(jié)合成由二個質(zhì)子和二個中子組成的氦核時

7、，要放出一個中子，并釋放出核能.氘核和氚核聚變時放出的能量要比等量的鈾核裂變時放出的能量大幾倍.聚變需要在幾百萬攝氏度的高溫下才能發(fā)生，因此聚變又叫熱核反響.自然界中，太陽內(nèi)部的溫度高達(dá)攝氏1千萬度以上，在那里就進(jìn)展著大規(guī)模的聚變反響.太陽輻射出的光和熱，正是由聚變反響釋放的核能轉(zhuǎn)化而來的.可以說，地球上的人類每天都享用著聚變釋放出的能量.前面講過，原子彈是利用重核裂變現(xiàn)象制成的.而另一種威力更大的核武器氫彈，那么是利用輕核聚變現(xiàn)象制成的.人們?nèi)缃襁€不能有效地使聚變在人工控制下進(jìn)展，從而和平利用聚變釋放的核能.由于聚變不但放出的能量更多，而且所使用的原料來源也極為豐富，可以從海水中提取.例如，

8、從幾升海水中提出的氘在發(fā)生聚變后可以提供相當(dāng)于燃燒1千多升石油放出的能量.因此，目前世界上許多國家都在積極研究核聚變的人工控制通常又叫可控或受控?zé)岷朔错戇@一非常吸引人的重大課題，并獲得了進(jìn)展.注：值得一提的是，1991年，歐洲的科學(xué)家們首次做成了可控核聚變實驗，這是科學(xué)史上一件大事，它標(biāo)志著人類向獲得理想的能源邁出了重要的一步.但要到達(dá)實用階段，還需要攻克許多技術(shù)難題，將來的任務(wù)仍然相當(dāng)艱巨.旁注：利用原子彈爆炸產(chǎn)生的高溫，可以引發(fā)輕核的聚變反響.我國自行設(shè)計的大型可控核聚變實驗裝置“中國環(huán)流一號，已于80年代中期在四川省樂山市建成投入使用.近年來，科研人員利用這個實驗裝置獲得了多項研究成果.江澤民主席看了“中國環(huán)流一號后，曾經(jīng)指出：“受控核聚變是開發(fā)人類新能源的尖端工程.一