KONSPEKT LEKCJI


PRZEDMIOT: FIZYKA
KLASA: I LO
DZIAŁ: FIZYKA JĄDROWA



TEMAT: CZAS POŁOWICZNEGO ROZPADU.



Główne cele lekcji:
- zapoznanie z pojęcia czasu połowicznego rozpadu
- przeprowadzanie symulacji rozpadu promieniotwórczego
- wyjaśnienie zasady datowania substancji na podstawie jej składu izotopowego, np. datowanie izotopem węgla C-14.

Cele szczegółowe:
Uczeń:
- wyjaśnia i posługuje się pojęciem czasu połowicznego rozpadu
- wyjaśnia co to znaczy, że rozpad promieniotwórczy ma charakter statystyczny
- rysuje wykres zależności liczby jąder promieniotwórczych od czasu
- wykonuje doświadczenie symulujące rozpad promieniotwórczy
- wyjaśnia zasadę datowania substancji na podstawie jej składu izotopowego, np. datowanie izotopem węgla C-14
- rozwiązuje proste zadania obliczeniowe dotyczące czasu połowicznego rozpadu,np. oblicza masę próbek promieniotwórczych i liczbę jąder po pewnym czasie
- korzysta z wykresu zależności liczby jąder promieniotwórczych od czasu np. określa wiek danego przedmiotu

Umiejętności kluczowe:
- myślenie naukowe: umiejętność wykorzystania wiedzy o charakterze naukowym do formułowania wniosków opartych na obserwacjach empirycznych, dotyczących zjawiska rozpadu promieniotwórczego.
- umiejętność wyszukiwania, selekcjonowania i krytycznej analizy informacji
- umiejętność pracy zespołowej

Postawy i wartości:
- umiejętność współpracy w grupie, organizowanie pracy zespołu
- kształtowanie umiejętności kulturalnej dyskusji
- kształtowanie dociekliwości i postawy badawczej

NaCoBeZU:
- wyjaśnisz pojęcie: czas połowicznego rozpadu
- wyjaśnisz co to znaczy, że rozpad promieniotwórczy ma charakter statystyczny
- narysujesz wykres zależności liczby jąder promieniotwórczych od czasu
- wykonasz doświadczenie symulujące rozpad promieniotwórczy
- wyjaśnisz zasadę datowania substancji na podstawie jej składu izotopowego, np. datowanie węglem C-14
- rozwiążesz proste zadania obliczeniowe dotyczące czasu połowicznego rozpadu np. obliczysz masę próbek promieniotwórczych i liczbę jąder po pewnym czasie
- korzystając z wykresu zależności liczby jąder promieniotwórczych od czasu np. określisz wiek danego przedmiotu

Pytania kluczowe:
1) Czy można przewidzieć kiedy rozpadnie się dane jądro atomowe?
2) Czy wszystkie izotopy mają taki sam czas połowicznego rozpadu?
3) Gdzie w praktyce możemy wykorzystać znajomość czasu połowicznego rozpadu?

Metody pracy:
- pogadanka z elementami wykładu
- doświadczenia uczniowskie
- ćwiczenia uczniowskie

Formy pracy:
- zbiorowa, praca grupowa jednolita, praca indywidualna

Środki dydaktyczne:
- prezentacja multimedialna
- karta pracy zawierająca instrukcję doświadczenia, zadania obliczeniowe oraz krzywą rozpadu promieniotwórczego
- arkusz papieru milimetrowego
- Kostki do gry, pojemniki do rzucania kostkami
- e- doświadczenia: Laboratorium datowania węglem http://e-doswiadczenia.mif.pg.gda.pl/e_doswiadczenia-pl

Przebieg lekcji:

Część wstępna:

1. Sprawdzenie obecności.
2. Nawiązanie do tematu zajęć.
3. Podanie tematu zajęć.
4. Zapoznanie uczniów z celami lekcji.
5. Zapoznanie uczniów z kryteriami sukcesu.

Część główna:

1. Przypomnienie i utrwalenie wiedzy na temat rozpadów promieniotwórczych

a) Nauczyciel zadaje pytania: Jakie znacie rozpady promieniotwórcze? Wyjaśnij na czym polegają poszczególne przemiany? Dlaczego jądra niestabilne ulegają rozpadom promieniotwórczym?

2. Nauczyciel zadaje pytanie kluczowe: Czy możemy przewidzieć, kiedy rozpadnie się dane jądro atomowe?
Uczniowie wyjaśniają, że jest to niemożliwe. Nauczyciel informuje, że nie możemy przewidzieć kiedy rozpadnie się jądro izotopu promieniotwórczego. Nie wiemy też, które dokładnie jądro rozpadnie się. Mówimy, że rozpadem promieniotwórczym rządzi rachunek prawdopodobieństwa (omawia na przykładnie rzutu kostką).
Stosując prawa statystyki możemy z dużą dokładnością określić jak zmienia się liczba jąder w próbce promieniotwórczej w czasie. Nauczyciel wprowadza pojęcie czasu połowicznego rozpadu.

3. Nauczyciel, wspólnie z uczniami, analizuje jak zmienia się zawartość próbki, zawierającej określoną ilość jąder atomowych, po upływie czasu,np. po czasie równym 3 czasom połowicznego rozpadu.

4. Nauczyciel zadaje pytanie kluczowe: Czy wszystkie izotopy mają taki sam czas połowicznego rozpadu?
Uczniowie analizują informacje zamieszczone w tabelce (umieszczonej na slajdzie) i wysuwają wniosek, iż izotopy różnią się od siebie czasem połowicznego rozpadu. Każdy izotop ma charakterystyczny na siebie czas połowicznego rozpadu.

5. Uczniowie przeprowadzają doświadczenie polegające na symulacji rozpadu promieniotwórczego. Na podstawie otrzymanych wyników rysują wykres zależności liczby jąder promieniotwórczych od czasu i określają czas połowicznego rozpadu.

6. Nauczyciel zadaje pytanie kluczowe: Gdzie w praktyce możemy wykorzystać znajomość czasu połowicznego rozpadu?
Nauczyciel wyjaśnia zasadę datowania substancji na podstawie jej składu izotopowego, np. datowanie węglem C-14 (wykorzystanie aplikacji). Nauczyciel objaśnia na przykładzie Całunu Turyńskiego, jak określić wiek przedmiotu. Uczniowie, korzystając z wykresu zależności liczby jąder promieniotwórczych od czasu, określają wiek, np. sumeryjskiej tabliczki.


Część końcowa:

1. Uczniowie wykonują zadanie 1 z karty pracy.
2. Nauczyciel zadaje i omawia pracę domową.
3. Podsumowanie lekcji. Nauczyciel w tym celu prosi uczniów o dokończenie zdań:
a) Na dzisiejszej lekcji dowiedziałem się.....
b) Na dzisiejszej lekcji zdobyłem umiejętności....
4. Ewaluacja zajęć.

Praca domowa:
Zad.2 z karty pracy
Zadanie dla chętnych: Korzystając z e- doświadczenia: Laboratorium datowania węglem, które znajduje się na stronie : http://e-doswiadczenia.mif.pg.gda.pl/e_doswiadczenia-pl wyznaczę wiek pozostałych przedmiotów.


Zał 1.

CZAS POŁOWICZNEGO ROZPADU- KARTA PRACY


Doświadczenie 1 : Symulacja rozpadu promieniotwórczego.

Rozkład statystyczny rozpadu promieniotwórczego jąder atomowych można zasymulować przy użyciu sześciennych kości do gry.
Opis i założenia doświadczenia:
1. Początkowa liczebność próbki N= 50

2. Obserwujemy liczebność próbki w umownych odstępach czasu, gdzie za jednostkę czasu przyjmujemy 1 rzut kostkami Δt= 1 rzut

3. Ustalamy, jaka liczba oczek na kostce symbolizować będzie jądro, które uległo rozpadowi (np.1)

4. W tabeli pomiarów, przy numerze rzutu, zaznaczamy ilość „jedynek”, które w danym rzucie wypadły (czyli ilość jader, które uległy rozpadowi w danym czasie), następnie obliczamy ile jąder nie uległo rozpadowi. Otrzymany wynik wpisujemy w odpowiednią rubrykę w tabeli pomiarów.
5. Kostki z wyrzuconą „jedynką” wyjmujemy z naszej puli. W kolejnym rzucie dysponujemy tylko pozostałą liczbą kostek.
6. Czynność powtarzamy 17 razy.
7. Wykonujemy wykres zależności liczby jąder promieniotwórczych od czasu ( za jednostkę czasu przyjmujemy 1 rzut kostkami) .
8. Na podstawie otrzymanego wykresu, oszacuj czas połowicznego rozpadu.


ZADANIA:

Zad. 1
Izotop jodu-131 którego okres połowicznego rozpadu wynosi 8 dób, stosowany jest w medycynie, między innymi w terapii chorób tarczycy. W pewnej próbce znajduje się 40 g tego izotopu. Ile gramów tego izotopu zostanie w próbce po upływie 32 dni?


Zad. 2.
W 1835 r. w Dani odkryto zmumifikowane ciało kobiety. Do ustalenia daty śmierci kobiety wykorzystano technikę datowania węglem C-14. Jak się okazało, zawartość tego izotopu wynosiła 74% wartości typowej dla żywych ludzi. Jak dawno temu zmarła kobieta. Czas połowicznego rozpadu dla izotopu C -14 wynosi 5730 lat?

Wyświetleń: 0