19.7高三物理核聚变教案
高中物理核聚变的条件教案
高中物理核聚变的条件教案教学目标:1. 了解核聚变的基本概念和原理2. 掌握实现核聚变所需的条件3. 认识核聚变在太阳等恒星中的重要性教学准备:1. 教材资料:有关核聚变的相关知识点2. 实验器材:示波器、真空室等3. 多媒体设备:投影仪、PPT等教学过程:一、导入(5分钟)教师通过展示太阳能等能源的重要性引入核聚变的话题,引发学生对核聚变的好奇和兴趣。
二、讲解核聚变的概念和原理(15分钟)1. 介绍核聚变的概念,即两个轻核融合成一个更重的核,释放出大量能量。
2. 讲解核聚变的原理,包括核聚变过程中涉及的核反应和能量释放机制。
三、探究核聚变的条件(20分钟)1. 分组讨论:让学生自由讨论实现核聚变所需的条件,并列出关键条件。
2. 总结归纳:引导学生总结并归纳所列条件,如高温、高密度等。
四、实验演示(15分钟)1. 展示核聚变实验装置,并通过实验演示展示核聚变的过程和条件。
2. 引导学生观察实验现象,并就实验过程中的条件进行讨论和分析。
五、小结与拓展(10分钟)1. 总结核聚变的条件,强调核聚变在能源产生中的重要性。
2. 拓展讨论核聚变在太阳等恒星中的应用和意义,引导学生思考核聚变在宇宙中的普遍性。
六、作业布置(5分钟)布置作业:要求学生对核聚变的条件进行总结和归纳,并撰写一篇关于核聚变在太阳中的应用的文章。
教学反思:通过本节课的教学,学生应该能够掌握核聚变的基本概念和原理,了解实现核聚变所需的条件,并认识核聚变在太阳等恒星中的重要性。
同时,教师需要关注学生的学习兴趣和思维能力,引导学生进行积极的讨论和思考,提高学生的学习主动性和创造性。
人教版高中物理教案-核聚变
第十九章原子核新課標要求1.內容標準(1)知道原子核的組成。
知道放射性和原子核的衰變。
會用半衰期描述衰變速度,知道半衰期的統計意義。
(2)瞭解放射性同位素的應用。
知道射線的危害和防護。
例1 瞭解放射性在醫學和農業中的應用。
例2 調查房屋裝修材料和首飾材料中具有的放射性,瞭解相關的國家標準。
(3)知道核力的性質。
能簡單解釋輕核與重核內中子數、質子數具有不同比例的原因。
會根據質量數守恆和電荷守恆寫出核反應方程。
(4)認識原子核的結合能。
知道裂變反應和聚變反應。
關注受控聚變反應研究的進展。
(5)知道鏈式反應的發生條件。
瞭解裂變反應堆的工作原理。
瞭解常用裂變反應堆的類型。
知道核電站的工作模式。
(6)通過核能的利用,思考科學技術與社會的關係。
例3 思考核能開發帶來的社會問題。
(7)初步瞭解恒星的演化。
初步瞭解粒子物理學的基礎知識。
例4 瞭解加速器在核子物理、粒子物理研究中的作用。
2.活動建議:(1)通過查閱資料,瞭解常用的射線檢測方法。
(2)觀看有關核能利用的錄影片。
(3)舉辦有關核能利用的科普講座。
新課程學習19.7 核聚變★新課標要求(一)知識與技能1.瞭解聚變反應的特點及其條件.2.瞭解可控熱核反應及其研究和發展.3.知道輕核的聚變能夠釋放出很多的能量,如果能加以控制將為人類提供廣闊的能源前景。
(二)過程與方法通過讓學生自己閱讀課本,培養他們歸納與概括知識的能力和提出問題的能力(三)情感、態度與價值觀1.通過學習,使學生進一步認識導科學技術的重要性,更加熱愛科學、勇於獻身科學。
2.認識核能的和平利用能為人類造福,但若用於戰爭目的將給人類帶來災難,希望同學們努力學習,為人類早日和平利用核聚變能而作出自己的努力。
★教學重點聚變核反應的特點。
★教學難點聚變反應的條件。
★教學方法教師啟發、引導,學生討論、交流。
★教學用具:多媒體教學設備一套:可供實物投影、放像、課件播放等。
★課時安排1 課時★教學過程(一)引入新課教師:1967年6月17日,我國第一顆氫彈爆炸成功。
高中物理概念核聚变教案
高中物理概念核聚变教案教案范本教学目标:1. 了解核聚变的定义和原理;2. 掌握核聚变在太阳等恒星中的重要作用;3. 理解核聚变在地球上的应用。
教学重点:1. 核聚变的定义和原理;2. 核聚变在太阳等恒星中的作用;3. 核聚变在地球上的应用。
教学难点:1. 理解核聚变过程中的能量转化;2. 掌握核聚变在太阳等恒星中的核心作用。
教学过程:一、核聚变的定义和原理(15分钟)1. 介绍核聚变的概念和定义;2. 解释核聚变是指两个轻核聚合成一个较重的核的过程;3. 讲解核聚变是放出能量的过程,是一种巨大的能源。
二、核聚变在太阳等恒星中的作用(20分钟)1. 介绍太阳的能量来源是核聚变;2. 解释太阳中氢原子核融合成氦原子核释放出大量的能量;3. 讲解核聚变是维持太阳恒星运行的能源。
三、核聚变在地球上的应用(20分钟)1. 介绍地球上的核聚变实验;2. 解释核聚变在地球上的应用可以产生清洁、高效的能源;3. 讲解核聚变在地球上广泛应用的前景。
四、核聚变实验(25分钟)1. 给学生展示一些核聚变实验的视频;2. 让学生做实验演示,体验核聚变的过程;3. 引导学生思考核聚变的未来应用。
五、课堂小结(10分钟)1. 复习核聚变的定义和原理;2. 总结核聚变在太阳和地球上的重要作用;3. 引导学生思考核聚变的未来发展。
六、作业布置(5分钟)1. 布置学生阅读相关资料,了解更多关于核聚变的知识;2. 撰写一篇关于核聚变的作文,表达对于核聚变的看法和未来展望。
教学反思:通过本节课的学习,学生能够全面了解核聚变的概念、原理和应用,增强对核聚变的兴趣和认识。
同时,通过核聚变实验的演示和讨论,培养学生的实验能力和动手能力,激发学生的创新和探索精神。
在未来的教学中,可以结合实际案例和科技发展,进一步深化学生对核聚变的理解和应用。
教科版选修3《核聚变》教案及教学反思
教科版选修3《核聚变》教案及教学反思一、教案编写1.教学目标本次教学旨在让学生了解核聚变的基本原理、重要意义和实际应用,并培养学生的科学思维和实验操作能力。
2.教学重点(1)核聚变的基本原理与过程;(2)核聚变在能源、军事和医学等方面的实际应用;(3)国家在核聚变领域的发展现状及前景。
3.教学难点(1)核聚变的物理原理及实验方法;(2)核聚变与能源、环境等方面的关系。
4.教学内容第一部分:引入1.引入核聚变与核裂变的概念,引出本节课所要学习的核聚变内容。
2.展示慢化中子如何引发核聚变的实验过程,引导学生了解核聚变的科学基础。
第二部分:探究核聚变的基本原理1.通过教师引导和学生参与的方式,简单了解原子核与核力的基本概念。
2.介绍核聚变的基本原理和过程,让学生了解核聚变产生能量的原理。
3.辅以课件及图片演示,让学生更好的理解核聚变的原理与过程。
第三部分:研究核聚变的实际应用1.介绍核聚变在能源、军事和医学等方面的实际应用。
2.通过展示相关实验装置及相关应用案例,引导学生进一步了解核聚变在实际中的应用价值。
第四部分:探究核聚变在环境和国家发展中的作用1.介绍核聚变与能源、环境等方面的关系。
2.介绍当前国家在核聚变领域的发展现状及前景。
3.引导学生深入思考核聚变对人类发展和环境保护的重要性。
5.教学方式课堂讲授、讨论和小组合作。
6.教学时间2课时(90分钟)。
7.教学评价以学生讨论和小组合作成果为主,加以自我评价。
二、教学反思在本节课的教学过程中,教师采取了多种教学方式,引导学生学习和参与讨论。
通过引入实验装置及案例,让学生从多个角度全面了解核聚变的基本原理和实际应用。
小组合作环节更是提高了学生学习的积极性和参与度,让学生在小组合作中互相学习和共同进步。
但是,在教学过程中,也存在一些问题。
首先,因为此次教学涉及的内容较多,时间不够充裕,有些内容没有得到充分的阐述,需要加强训练和实践。
其次,课堂讨论环节的组织和引导还不够充分,需要更好的组织和引导。
高中物理太阳的核聚变过程教案
高中物理太阳的核聚变过程教案引言:太阳,作为我们生活中最为重要的能源之源,其内部的核聚变过程是人类科学研究的热点之一。
本教案将着重介绍太阳的核聚变过程,帮助学生更加深入地理解太阳的能量来源。
一、核聚变的基本概念核聚变是指两个或两个以上的原子核相互碰撞,合并成一个更重的原子核的过程。
而太阳内部的核聚变主要是氢原子核与氢原子核之间的聚变。
二、太阳内部的核聚变过程太阳内部的核聚变过程可以简化为以下几个步骤:1. 前提条件:太阳内部的温度非常高,高达1500万℃以上,来自于太阳内部的巨大压力以及核聚变释放出的高温能量。
2. 步骤一:质子-质子链(pp链)反应首先,两个氢原子核中的质子相互靠近,克服库伦斥力,通过核力发生聚变。
这个过程可以简化为以下两步反应:- 第一步:两个质子融合生成一个重氢核(氘核)和一个正电子以及一个中性中微子。
- 第二步:重氢核与另一个质子相碰撞生成氦-3核。
3. 步骤二:氦-3基底反应在氦-3基底反应中,氦-3核与氦-4核相碰撞,生成两个氦-4核以及两个质子,并释放出大量的能量。
三、核聚变的能量释放太阳的核聚变过程是一种转化能量的过程,聚变反应中的质量损失被转化成了能量。
通过计算,能量释放可以得出以下结论:1. 核聚变释放的能量非常巨大,每克氢核聚变可释放出6200万亿焦耳的能量。
2. 核聚变释放的能量来源主要为质量损失。
根据爱因斯坦的质能方程E=mc²,小部分质量的转化导致巨大能量的释放。
四、太阳的持续稳定太阳的核聚变过程是一个自我调节的循环过程,通过以下两个因素来保持持续稳定的状态:1. 重力平衡:太阳内部的高温和高压是由于重力的压力所产生的,而核聚变释放的能量则会抵消重力,保持平衡状态。
2. 转换速率:太阳内部的核聚变反应速率取决于温度和密度。
当温度和密度升高时,聚变速率也会增加,反之亦然。
这使得太阳可以维持恒定的能量输出。
结论:通过本教案的学习,我们深入了解了太阳的核聚变过程及其能量释放机制。
高中物理核聚变教案
高中物理核聚变教案一、知识点概述核聚变是指将两个轻核合并成一个较重的核的过程,释放出大量的能量。
在太阳等恒星内部,核聚变是一种主要的能量来源。
目前,人类还在研究如何实现可控的核聚变来解决能源危机。
二、教学目标1. 了解核聚变的基本原理和过程;2. 掌握核聚变的能量释放规律;3. 了解人类实现可控核聚变的现状和挑战。
三、教学内容1. 核聚变的原理和过程;2. 核聚变的能量释放规律;3. 人类实现可控核聚变的现状和挑战。
四、教学重点1. 核聚变的基本原理和过程;2. 核聚变的能量释放规律。
五、教学难点1. 核聚变的实现过程涉及到高温、高压和控制等难题。
六、教学过程1. 导入:介绍太阳的能源来源,引入核聚变的概念。
2. 探究:让学生通过实验和讨论,了解核聚变的基本原理和过程。
3. 讲解:讲解核聚变的能量释放规律,并通过具体例子加深理解。
4. 分组讨论:让学生分组讨论人类实现可控核聚变的挑战和可能的解决方案。
5. 总结:总结核聚变的重要性和挑战,引导学生思考未来能源发展的方向。
6. 作业:布置相关阅读和思考题,加深学生对核聚变的理解。
七、教学资源1. 实验设备:核聚变模型实验装置;2. 教材:相关物理教材和资料。
八、教学评估1. 参与度评估:根据学生在课堂讨论和实验中的表现进行评估;2. 考试评估:通过考试检测学生对核聚变知识的掌握情况。
九、教学反思1. 针对学生对核聚变的理解程度,及时调整教学内容和方法;2. 不断更新教学资源,引导学生关注能源问题和科技发展。
这是一份高中物理核聚变教案范本,教师可以根据具体情况进行灵活调整和完善。
希望对您有所帮助!。
核裂变和核聚变教学设计
核裂变和核聚变教学设计引言:核能是一种非常重要的能源形式,它可以通过核裂变和核聚变两种方式产生。
本文将从教学设计的角度,分别介绍核裂变和核聚变的原理、应用和实验内容,并给出相应的教学设计。
一、核裂变1. 原理:核裂变是指重核在受到中子轰击后分裂成两个或更多的轻核的过程。
核裂变释放出大量的能量,并产生新的中子,从而形成连锁反应。
核裂变是核能发电的主要原理。
2. 应用:核裂变在核电站中被广泛应用。
在核电站中,铀或钚等重核物质被中子轰击后发生裂变,释放出大量的能量,用于产生蒸汽驱动发电机。
3. 实验内容:为了帮助学生更好地理解核裂变的原理和应用,可以进行以下实验:(1)模拟核裂变链式反应实验:使用小球代表原子核,使用细线代表中子,让学生模拟核裂变连锁反应的过程,观察能量的释放和新中子的释放情况。
(2)测量核裂变产生的能量实验:使用探测器测量核裂变反应过程中释放的能量,并与其他能源形式进行对比,让学生了解核裂变能量释放的巨大性。
二、核聚变1. 原理:核聚变是指轻核在高温高压条件下相互碰撞并融合成重核的过程。
核聚变需要高温和高压的环境来克服原子核间的静电斥力,是太阳等恒星中能量释放的原理。
2. 应用:核聚变有很大的应用前景,可以成为未来清洁能源的重要来源。
核聚变不会产生大量的放射性废物,而且燃料是丰富而广泛存在的氢同位素,因此被认为是可持续发展的能源。
3. 实验内容:为了帮助学生更好地了解核聚变的原理和应用,可以进行以下实验:(1)模拟核聚变实验:使用小球代表原子核,让学生模拟核聚变的过程,观察轻核融合成重核的过程,了解核聚变需要高温和高压的环境。
(2)观察聚变反应产生的能量实验:使用热敏电阻或热敏纸等材料,让学生观察核聚变反应释放的能量对温度的影响,了解核聚变释放的能量巨大。
结论:通过核裂变和核聚变的教学设计,学生可以更好地理解这两种核能形式的原理和应用。
通过实验的方式,学生可以亲身体验和观察核裂变和核聚变的过程,加深对核能的理解和认识,培养学生对清洁能源的重视和关注。
19.7 核聚变 高中物理选修3-5优秀教案优秀教学设计【精品】 (2)
7 核聚变★新课标要求(一)知识与技能1.了解聚变反应的特点及其条件.2.了解可控热核反应及其研究和发展.3.知道轻核的聚变能够释放出很多的能量,如果能加以控制将为人类提供广阔的能源前景。
(二)过程与方法通过让学生自己阅读课本,培养他们归纳与概括知识的能力和提出问题的能力(三)情感、态度与价值观1.通过学习,使学生进一步认识导科学技术的重要性,更加热爱科学、勇于献身科学。
2.认识核能的和平利用能为人类造福,但若用于战争目的将给人类带来灾难,希望同学们努力学习,为人类早日和平利用核聚变能而作出自己的努力。
★教学重点聚变核反应的特点。
聚变反应的条件。
★课时安排1 课时★教学过程能源是推动科学技术和经济高速发展的动力保障,需求正在急剧增加。
煤、石油等化石能源的不可再生,使资源日益枯竭,而且给地球带来了巨大的污染,这些因素促使人们更加重视寻找洁净的、可持续发展的新能源。
近年来,核能作为一种新能源倍受人们关注,核反应有些释放能量,有些吸收能量,人们想利用核能,当然必须选那些释放核能的核反应。
什么样的核反应能释放核能呢?利用天然放射性元素的衰变行吗?例如:U238在α衰变时放出的α粒子具有4.18MeV 的能量,但它的半衰期很长,达4.49亿年,衰变非常缓慢,功率太小。
利用人工核转变行吗?例如:M n C He Be 6.5101264294++→+M n He n Be 8.431421063++→+但粒子击中原子核的概率太低,只有百万分之一、二。
实在得不偿失!有哪些核反应才真正具有实用价值呢?那么如何获得核能呢?重核裂变和轻核聚变是获得核能的两个重要途径。
这节课我们学习轻核的聚变。
轻核聚变:核物理中把轻核结合成质量较大的核,释放出核能的反应,称为聚变。
三、轻核聚变学生阅读课文,并回答下列问题:(1)是否任意核聚变在一起都释放出能量?为什么?(2)什么叫轻核的聚变?(3)发生轻核聚变的条件是什么?结合裂变知识,引导学生回答问题:不是任意核聚变在一起都能释放能量。
物理: 核聚变 导学案(人教)
物理:19.7 核聚变导学案(人教版选修3—5)编写:邱佳佳审核:高二物理组寄语:自然界的对称之美又一次在这里体现!【学习目标】1。
知道轻核的聚变反应特点及其条件。
2.关注受控聚变反应研究的进展。
3。
通过核能的利用,思考科学技术与社会进步的关系。
【学习重点】轻核聚变的特点【学习难点】轻核聚变的条件及其方法【新课学习】阅读课本核聚变相关内容,自主完成下列内容。
1、什么是聚变?聚变过程中能量转化有什么特点?举例说明。
针对训练1:一个 粒子融合到一个O16核中,写出反应方程式。
反8应式左右两边的原子核相比,哪边具有的能量多?为什么?2、核聚变需要什么条件?如何实现?3、热核反应发生后,还需要外界条件吗?4、热核反应主要用在核武器上,简述氢弹的爆炸原理.5、自然界中的许多恒星内,自发地进行着热核反应,如太阳。
现在某恒星内,三个α粒子结合成一个C126核。
从元素周期表中查出C126和α粒子的质量,计算反应中放出的能量.二、受控热核反应1、聚变与裂变相比,有哪些优点?2、实现核聚变的困难是什么?如何解决?3、研究受控热核反应的意义是什么?【小结反思】19.7核聚变检测卡1、下列说法正确的是( )A 。
聚变是裂变的逆反应B 。
裂变和聚变过程中都有质量亏损C.裂变过程中释放能量,而聚变反应过程中吸收能量D.聚变反应产生了新的原子核E 。
目前核电站大多采用核聚变反应发电2、下列说法不正确的是( )A 。
n H H H e 10423121+→+是聚变 B.n Sr X n U e 1094381405410235922++→+是裂变C. e H Rn Ra 422228622688+→是α衰变D 。
e M Na g 0124122411-+→是裂变3、一个氘核和一个氚核聚变成氦核并放出一个中子。
写出核聚变反应方程,并计算反应中放出了多少结合能?(m p =2。
014102u,m T =3.016050u ,m He =4.002603u,m n =1.008665u)。
7核聚变-人教版选修3-5教案
7 核聚变-人教版选修3-5教案1. 教学目标1.了解核聚变的概念,掌握核聚变反应的特点。
2.知道核聚变在太阳中的作用,了解核聚变反应的能量来源。
3.理解实现人类有效利用核聚变能的可能性和困难,了解目前国内外研究核聚变技术的现状。
2. 教学重点1.核聚变的基本概念和特点。
2.核聚变在太阳中的作用和能量来源。
3.目前国内外研究核聚变技术的现状。
3. 教学难点1.核聚变能在人类社会的应用和实现的可能。
4. 教学内容(1). 核聚变的基本概念和特点1.核聚变的定义:两个或多个轻核聚合成一个重核的过程。
2.核聚变反应的特点:反应过程中释放出比核裂变更多的能量;反应所需的温度和压力很高;反应所需的燃料是氘和氚等核燃料。
3.核聚变与核裂变的比较:核裂变是将重核分裂成两个或两个以上的轻核,过程中释放出的能量较核聚变反应少。
(2). 核聚变在太阳中的作用和能量来源1.太阳的能量来源:太阳内部的核聚变反应释放出大量能量。
太阳中心温度约为1500万K,压力约为2.7×10⁸ Pa。
2.太阳核聚变反应过程:4H→He+2e⁺+2ν(湮灭)+γ光子。
其中,H代表氢,He代表氦,e⁺为正电子,ν为中微子,γ光子为光子。
(3). 目前国内外研究核聚变技术的现状1.国际热核聚变实验堆(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER):这是世界上目前规模最大的国际科学研究合作项目之一。
设在法国南部,致力于探索聚变反应实现大规模、可控、经济的途径。
2.中国在核聚变领域的研究:中国研究核聚变的历史已有50多年,自上世纪80年代以来,逐步建立了多个聚变实验室和研究机构,取得了一系列重要进展。
5. 教学方法课堂讲授、互动讨论、案例分析。
6. 教学过程1.师生介绍。
2.导入:向学生提出问题,“能量从何而来?”。
3.介绍核聚变的基本概念和特点。
4.介绍核聚变在太阳中的作用和能量来源。
高中物理核聚变概念教案
高中物理核聚变概念教案教学目标:1. 了解核聚变的定义和原理;2. 掌握核聚变在太阳等星球内的发生过程;3. 理解核聚变与核裂变的区别;4. 了解核聚变在能源产生中的应用。
教学重点和难点:重点:核聚变的定义和原理,核聚变在太阳中的作用;难点:核聚变与核裂变的区别,核聚变在能源产生中的应用。
教学过程:一、核聚变的定义和原理(15分钟)1. 介绍核聚变的定义和原理;2. 解释核聚变是如何使两个或多个原子核互相融合成为更重的原子核;3. 讲解核聚变释放出的能量是如何来源于原子核的结合能。
二、核聚变在太阳中的作用(15分钟)1. 分析太阳内核中发生的核聚变反应;2. 解释太阳核聚变反应的过程;3. 理解太阳是如何利用核聚变反应来产生巨大的能量。
三、核聚变与核裂变的区别(10分钟)1. 对比核聚变和核裂变的区别;2. 解释核聚变和核裂变释放能量的方式不同;3. 了解核聚变和核裂变在物理原理和应用中的差异。
四、核聚变在能源产生中的应用(15分钟)1. 探讨核聚变在能源产生中的潜力;2. 研究核聚变技术在实际应用中的发展和挑战;3. 讨论核聚变在未来能源领域的影响和意义。
五、课堂讨论和总结(5分钟)1. 梳理核聚变的概念和重要内容;2. 回顾核聚变的应用和潜力;3. 总结学习收获和思考核聚变对未来能源发展的影响。
教学反思:本课程旨在向学生介绍核聚变的基本概念和原理,帮助他们理解核聚变在太阳、能源产生中的重要作用。
通过对核聚变和核裂变的区别、应用的讨论,激发学生对未来能源发展的兴趣和思考,培养他们的科学素养和创新能力。
希望学生在本课程中能够深入理解核聚变的意义和应用,为未来的学习和发展做好准备。
(新)江苏省沭阳县潼阳中学高中物理19.7核聚变第1课时教学案新人教版选修3_5
所谓的光芒光阴,其实不是此后,闪烁的日子,而是无人问津时,你对梦想的偏执。
核聚变19. 7核聚变课题第1课时计划上课日期:1.认识聚变反响的特色及其条件.2.认识可控热核反响及其研究和发展.3.知道轻核的聚变能够开释出好多的能量, 假如能加以控制将为人类供给广阔的能源远景。
教课目的聚变核反响的特色、聚变反响的条件。
教课重难点重点点拨教课流程内容板书加工润饰(一)引入新课教师: 1967 年 6 月 17 日,我国第一颗氢弹爆炸成功。
从第一颗原子弹爆炸成功到第一颗氢弹爆炸成功,我国仅用了两年零八个月。
前苏联用了四年,美国用了7 年。
氢弹爆炸开释核能是经过轻核的聚变来实现的。
这节课我们就来研究聚变的问题.学生:学生认真认真地听课评论:经过介绍我国第一氢弹爆炸,激发同学们的爱国热忱。
(二)进行新课1.聚变及其条件发问:请同学们阅读课本第一段,回答什么叫轻核的聚变?学生认真阅读课文学生回答:两个轻核联合成质量较大的核,这样的反响叫做聚变。
投影资料一:核聚变发展的历史进度[1]发问:请同学们再看看比联合能曲线(图19.5-3 ),想想为何轻核的聚变反响能够比重核的裂变反响开释更多的核能?让学生认识聚变的发展历史进度。
学生思虑并分组议论、概括总结。
学生回答:由于较轻的原子核比较重的原子核核子的均匀质量更大,聚变为质量较大的原子核能产生更多的质量损失,因此均匀每个核子开释的能量就更大评论:学生阅读课本,回答下列问题,有助于培育学生的自学能力。
教师概括增补:( 1)氢的聚变反响:2 2311 H+ H →1He+ H+4 MeV 、1 12 3411H+1H → 2He+ 0n+17.6 MeV( 2)开释能量:E = 23 MeV 以上,约为裂变反mc = 17.6 MeV , 均匀每个核子开释能量 应开释能量的 3~4 倍发问:请同学们试从微观和宏观两个角度说明核聚变发生的条件?学生阅读教材,剖析思虑、概括总结并分组议论。
(优秀学案)高中物理必修 核裂变与核聚变
核裂变与核聚变【学习目标】一、知识与技能1.知道核裂变的概念,知道重核裂变中能释放出巨大的能量。
2.知道什么是链式反应。
3.了解核聚变的特点及其条件。
4.了解可控热核反应及其研究和发展。
二、过程与方法1.通过对核子平均质量与原子序数关系的理解,培养逻辑推理能力及应用教学图像处理物理问题的能力。
2.通过自己阅读课本,查阅资料,培养归纳与概括知识的能力和提出问题的能力。
三、情感、态度与价值观1.激发热爱科学、探求真理的激情,树立实事求是的科学态度,培养基本的科学素养,通过核能的利用,思考科学与社会的关系。
2.认识到和平利用核能及开发新能源的重要性。
3.确立世界是物质的,物质是运动变化的,而变化过程必然遵循能量守恒的观点。
【学习重点】1.重核裂变的核反应方程式的书写。
2.核聚变的特点和条件。
【学习难点】核聚变的特点和条件。
【学习过程】一、核裂变的发现1.核裂变:重核分裂成质量______________的核,释放出核能的反应,称为裂变。
2.铀核的裂变用________轰击铀核时,铀核发生裂变,其产物是多种多样的,其中一种典型的反应是___________________________________________。
3.链式反应(1)由重核裂变产生的________使裂变反应一代接一代继续下去的过程,叫做核裂变的链式反应。
(2)链式反应的条件①铀块的体积________或等于临界体积或铀块的质量________或等于临界质量。
②有足够数量的______中子。
4.核袭击的防护(1)核爆炸瞬时效应防护①利用工事进行掩蔽。
②在开阔地面上的人员,发现核爆闪光时,立即背向爆心卧倒,可减轻伤害。
(2)放射性沾染防护①避开在沾染区或高照射量率的地区行动。
②及时穿戴个人防护器材,防止人体受沾染。
③人员通过沾染区时尽量乘坐车辆,在沾染区作业时要尽量缩短时间。
④进入沾染区执行任务的人员,可服用抗辐射药,减少放射性物质在人体内的存留。
高三物理教案:《聚变》
聚变教学目标1.知识目标1)知道原子核的人工转变,知道核能的概念.2)了解爱因斯坦的质量方程,知道质量亏损的概念.3)会根据质能方程和质量亏损的概念计算核反应中释放的核能.2.能力目标培养分析归纳总结能力.3.德育目标增强爱国主义教育和科学探索精神教育及环保教育.重点难点分析:聚变方程及聚变中能量的计算教学设计思路:1.本节课重在让学生知道聚变反应能够释放能量,了解有关热核反应的应用已取得的成就和未来发展方向.课本的内容只是点到为止,教师在教学过程中可以补充一些相关知识.2.聚变反应作为一种理想能源,备受人们关注.鼓励学生查阅一些有关现代科技的资料,多了解一些有关聚变反应的知识.例如,太阳能的应用,对“可控热核反应”研究的进展等等.教学媒体:课件、录像教学过程:(一)引入新课人类的生产和生活都离不开能源.目前可供开采的,作为主要能源的煤、石油和天然气等越来越少,所以人们开始致力于寻找新能源.爱因斯坦提出的质能方程,为我们指明了获取巨大能量的途径,而重核裂变、轻核聚变则是获取这些巨大能量的最可行的方式.本节课我们学习轻核的聚变.(二)新课活动引导学生阅读课本,分组讨论、归纳总结,回答下列问题:1.明确什么是聚变反应。
2.聚变反应有哪些特点?3.是否任意核聚在一起都能释放出能量?为什么?4.如何实现聚变反应?5.对聚变能的利用.一、聚变反应及其特点让学生依次回答上述问题,教师可根据需要进行补充l 、聚变反应由轻原子核聚合成较重原子核的反应称聚变.2.聚变反应的特点聚变反应的特点主要有3个⑴和裂变相比,聚变反应释放的能量更多。
例如,一个氘核和一个氚核发生聚变,其核反应方程是n He H H 10423111+→+根据已知的数据氘核的质量:m D氚核的质量:m T=氦核的质量:m α中子的质量:m n =1008665u该反应释放能量为MeV mc E 6172.=∆=∆⑵聚变材料丰富1L 海水中大约有0.03g 氘,如果发生聚变,放出的能量相当于燃烧300L 汽油.常见的聚变反应MeV H H H H 00411312121.++→+ MeV n He H H 61710423121.++→+在这两个反应中,前一反应的材料是氘,后一反应的材料是氘和氚,而氚又是前一反应的产物.所以氘是实现这两个反应的原始材料,而氘是重水的组成成分,在覆盖地球表面三分之二的海水中是取之不尽的.⑶安全、无污染。
核聚变-陕西省蓝田县前卫中学高中物理选修3-5教案
课题: 19.7核聚变教学目标知识与技能:1.了解聚变反响的特点及其条件.[来源:]2.了解受控热核反响及其研究和开展.3.知道轻核的聚变能够释放出很多的能量,如果能加以控制将为人类提供广阔的能源前景。
过程与方法通过重核裂变和轻核聚变的比拟分析,培养学生运用科学的物理方法学习新知。
通过阅读教材培养学生归纳与概括知识的能力和提出问题的能力。
情感、态度与价值观1.通过学习,使学生了解我国两弹研制的过程和意义。
增强学生的爱国情感和自豪感。
通过了解我国在相关领域的研究,进一步认识导科学技术在国防、生活生产中的重要性,更加热爱科学、勇于献身科学。
2.认识核能的和平利用能为人类造福,但假设用于战争目的将给人类带来灾难,希望同学们努力学习,为人类早日和平利用核聚变能而作出自己的努力。
教学重点及难点教学重点:聚变核反响的特点。
教学难点:聚变反响的条件。
教学过程教师活动学生活动设计意图〔一〕引入新课教师:回忆我国科学研究的辉煌历史,伴随着蘑菇云的升起,我国于1964年,我国第一颗氢弹爆炸成功。
从第一颗原子弹爆炸成功到第一颗氢弹成功引爆,我国仅用了两年零八个月。
这使得全世界为之惊叹,这大大提升了我国的国际地位。
而氢弹爆炸确是通过轻核聚变来实现的。
就让我们踏着先辈的足迹,怀着科学的精神来共同探究人教版选修3-5第十九章第七节?核聚变?.〔二〕进行新课[来源:Z&xx&]教师:请同学们将教材翻到88页,经过预习后,请大家说说什么叫做核聚变?跟随教师对历史进行回忆,与自身的知识储藏进行融合学生在预习的根底上进行答复学生:两个轻核结合成质量较大的核,这样的核反响叫做核聚变。
学生听取教师回忆我国科学研究的历史过程中激发学生的爱国主义情怀和民族自豪感。
在课堂上可以展示预习的成果,更好的切入本节课的内容。
教师:经过重核裂变的学习,请同学们回忆一下:①重核裂变中为什么会释放能量?②怎样计算释放的能量?[来源:学科网]③裂变过程中遵循怎样的守恒?教师:轻核聚变会不会也有着同样的规律呢?[来源:学科网]幻灯片中展示两幅图片通过这两1、回忆前几节学过的内容,回忆重荷的裂变的特点,答复相应的问题2、猜测轻核聚变这样学生在回忆重核裂变知识的根底上再次明确核反响中释放能量的原因以及其中的守恒关系,幅图像大家分析一下你能得到怎样的规律呢?图一:核子平均质量和原子序数之间的关系图二:比结合能和质量数之间的关系教师:通过重核裂变轻核聚变两个角度进行分析后,大家来总结一下这两个核反响有什么共同点呢?小组同学进行讨论并总结。
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19.7 核聚变
★新课标要求
(一)知识与技能
1.了解聚变反应的特点及其条件.
2.了解可控热核反应及其研究和发展.
3.知道轻核的聚变能够释放出很多的能量,如果能加以控制将为人类提供广阔的能源前景。
(二)过程与方法
通过让学生自己阅读课本,培养他们归纳与概括知识的能力和提出问题的能力
(三)情感、态度与价值观
1.通过学习,使学生进一步认识导科学技术的重要性,更加热爱科学、勇于献身科学。
2.认识核能的和平利用能为人类造福,但若用于战争目的将给人类带来灾难,希望同学们努力学习,为人类早日和平利用核聚变能而作出自己的努力。
★教学重点
聚变核反应的特点。
聚变反应的条件。
★教学方法
教师启发、引导,学生讨论、交流。
★教学用具:
多媒体教学设备一套:可供实物投影、放像、课件播放等。
★课时安排
1 课时
★教学过程
(一)引入新课
教师:1967年6月17日,我国第一颗氢弹爆炸成功。
从第一颗原子弹爆炸成功到第一颗氢弹爆炸成功,我国仅用了两年零八个月。
前苏联用了四年,美国用了7年。
氢弹爆炸释放核能是通过轻核的聚变来实现的。
这节课我们就来研究聚变的问题.
学生:学生认真仔细地听课
点评:通过介绍我国第一氢弹爆炸,激发同学们的爱国热情。
(二)进行新课
1.聚变及其条件
提问:请同学们阅读课本第一段,回答什么叫轻核的聚变?
学生仔细阅读课文
学生回答:两个轻核结合成质量较大的核,这样的反应叫做聚变。
投影材料一:核聚变发展的历史进程[1]
提问:请同学们再看看比结合能曲线(图19.5-3),想一想为什么轻核的聚变反应能够比重核的裂变反
应释放更多的核能?
让学生了解聚变的发展历史进程。
学生思考并分组讨论、归纳总结。
学生回答:因为较轻的原子核比较重的原子核核子的平均质量更大,聚变成质量较大的原子核能产生更多的质量亏损,所以平均每个核子释放的能量就更大
点评:学生阅读课本,回答问题,有助于培养学生的自学能力。
教师归纳补充:
(1)氢的聚变反应:
2
1H+21H→31He+11H+4 MeV、
2
1H+31H→42He+10n+17.6 MeV
(2)释放能量:ΔE=Δmc2=17.6 MeV,平均每个核子释放能量3 MeV以上,约为裂变反应释放能量的3~4倍
提问:请同学们试从微观和宏观两个角度说明核聚变发生的条件?
学生阅读教材,分析思考、归纳总结并分组讨论。
得出结论
微观上:参与反应的原子核必须接近到原子核大小的尺寸范围,即10-15 m,要使原子核接近到这种程度,必须使它们具有很大的动能以克服原子核之间巨大的库仑斥力。
宏观上:要使原子核具有如此大的动能,就要把它加热到几百万摄氏度的高温。
点评:从宏观和微观两个角度来考虑核聚变的条件,有助于加深理解。
教师说强调:聚变反应一旦发生,就不再需要外界给它能量,靠自身产生的热就可以维持反应持续进行下去,在短时间释放巨大的能量,这就是聚变引起的核爆炸。
教师补充说明:
(1)热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着,太阳和很多恒星的内部温度高达107 K以上,因而在那里进行着激烈的热核反应,不断向外界释放着巨大的能量。
太阳每秒释放的能量约为3.8×1026 J,地球只接受了其中的二十亿分之一。
太阳在“核燃烧”的过程中“体重”不断减轻。
它每秒有7亿吨原子核参与碰撞,转化为能量的物质是400万吨。
科学家估计,太阳的这种“核燃烧”还能维持90亿~100亿年。
当然,与人类历史相比,这个时间很长很长!
教师:希望同学们课后查阅资料,了解更多的太阳能有关方面的知识及其应用。
(2)上世纪四十年代,人们利用核聚变反应制成了用于战争的氢弹,氢弹是利用热核反应制造的一种在规模杀伤武器,在其中进行的是不可控热核反应,它的威力是原子弹的十几倍。
提问:氢弹爆炸原理是什么?
学生阅读教材:课本图19.7-1是氢弹原理图,它需要用原子炸药来引爆,以获得热核反应所需要的高温,而这些原子炸药又要用普通炸药来点燃。
[教师点拨]
[录像]氢弹的构造简介及其爆炸情况。
根据你收集的资料,还能通过什么方法实现核聚变?
学生回答:日英开发出激光核聚变新方法、有人提出利用电解重水的方法实现低温核聚变。
点评:学生自学看书,自己归纳总结,
有助于培养学生分析问题、解决问题的能力,逐步提高学生的归纳总结能力。
2.可控热核反应
(1)聚变与裂变相比有很多优点
提问:目前,人们还不能控制核聚变的速度,但科学家们正在努力研究和尝试可控热核反应,以使核聚变造福于人类。
我国在这方面的研究和实验也处于世界领先水平。
请同学们自学教材,了解聚变与裂变相比有哪些优点?
投影材料二[2]:可控热核反应发展进程
例:一个氘核和一个氚核发生聚变,其核反应方程是21H+31H →42He+10n ,其中氘核的质量:m D =2.014 102 u 、氚核的质量:m T =3.016 050 u 、氦核的质量:m α=4.002 603 u 、中子的质量:m n =1.008 665 u 、1u=1.660 6×10-27kg ,e = 1.602 2×10-19C ,请同学们求出该核反应所释放出来的能量。
学生计算:
根据质能方程,释放出的能量为:
MeV eV c m m m m mc E n T D 6.17106022.1)103(106606.10186.0)(192
8272
2=⨯⨯⨯⨯⨯=--+=∆=∆--α 教师点拔:平均每个核子放出的能量约为3.3MeV ,而铀核裂变时平均每个核子释放的能量约为1MeV 。
总结:聚变与裂变相比,这是优点之一,即轻核聚变产能效率高。
教师点拔:常见的聚变反应:21H+21H →31He+11H+4MeV 、 21H+31H →42He+10n+17.6 MeV 。
在这两个反应中,前一反应的材料是氘,后一反应的材料是氘和氚,而氚又是前一反应的产物,所以氘是实现这两个反应的原始材料,而氘是重水的组成部分,在覆盖地球表面三分之二的海水中是取之不尽的。
从这个意义上讲,轻核聚变是能源危机的终结者。
总结:聚变与裂变相比,这是优点之二,即地球上聚变燃料的储量丰富。
如1L 海水中大约有0.03g 氘,如果发生聚变,放出的能量相当于燃烧300L 汽油。
聚变与裂变相比,优点之三,是轻核聚变反应更为安全、清洁。
实现核聚变需要高温,一旦出现故障,高温不能维持,反应就自动终止了。
另外,氘和氚聚就反应中产生的氦是没有放射性的,放射性废物主要是泄漏的氚以及聚变时高速中子、质子与其他物质反应而生成的放射性物质,比裂就所生成的废物的数量少,容易处理。
(2)我国在可控热核反应方面的研究和实验发展情况。
EAST 全超导托卡马克实验装置以探索无限而清洁的核聚变能源为目标,这个装置也被通称为“人造太阳”,能够像太阳一样给人类提供无限清洁的能源。
目前,由中科院等离子体物理研究所设计制造的EAST 全超导非圆截面托卡马克实验装置大部件已安装完毕,进入抽真空降温试验阶段。
我国的科学家就率先建成了世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”实验装置,模拟太阳产生能量。
点评:通过了解我国在可控热核反应方面的成就,激发学生的爱国热情和献身科学的能力。
(三)课堂小结
本节主要研究了聚变核反应的特点和条件,聚变反应要比裂变反应释放更多的能量,但它发生的条件是要达到几百万度的高温,因而聚变反应也叫热核反应.可控热核反应的研究和实验将为人类和平利用核能开发新的途径。
(四)作业:
完成课后练习
★教学体会
本节课虽然教学要求不高,但却是开展中学科技教育活动的生动内容。
然而课本的编写,却限于篇幅等因素的影响,存在正如爱因斯坦所说的问题:“科学结论几乎是以完成的形式出现在读者面前,读者学生体验不到探索和发现的喜悦,感觉不到思想形成的生动过程也很难达到清楚地解释全部过程。
”
在课堂教学过程中,结合内容的讲授,以史为鉴,虽着墨不多,却寓意深远,本材料正是以此为设计思想的:沿着科学家的足迹,剖析科学家的思维,领略科学家的创造;激发同学们的兴趣,培养同学们的能力,陶冶同学们的情操。
附:
[1]投影材料一
时间人物事件
20年代阿斯顿指出:中等大小的原子核结合最紧密,核裂变或轻核聚变都会放出能量,核聚变放出的能量比裂变大许多
1920年爱丁顿猜测:太阳的能量来自亚原子粒子的相互作用
1926年爱丁顿指出:太阳总体积具有2000万度的高温和极高的密度。
1929年罗素指出:太阳总体积的60%是氢气,如果太阳的能量真是依靠核反应的话,那么这种核反应只能是氢气的聚变。
1938年贝特证明:太阳的能量确实是靠氢气的聚变来维持的。
[2]投影材料二
事件人物事件
1933年科学家们在实验室中首次观测到核聚变就是氘的聚变
1934年卢瑟福用氘核去轰击氘靶产生了氚,发现氚聚变温度比氘更低。
1942年特勒在探索制造原子弹的各种途径的讨论中提出了一个可怕的问题。
1944年费米用氢的同位素氖和氛做燃料,只需五千万度就可以发生核聚变。
1945年美国原子弹研制成功后,人们立即觉察到,可以利用裂变反应所产生的超高温来实现核聚变反应,这就是氢弹的原理。