课题:核能(1课时)
课题:核能(1课时) 东海县李埼中学 吴灿 一 .教学内容及学情分析 学生已知道原子核是由质子和中子组成的。教材借助学生已有的知识,采用通俗描述的 方法给出核能的概念。原子核内部储藏了巨大的能量,这个能就是核能。通过列数据,举例 子,对比等手法,介绍获得核能的两条途径——裂变和聚变。通过演示让学生理解核裂变的 原理,再通过录像了解核聚变的知识。最后,组织学生阅读“核电站和核废料处理”。本节 教学应以讲授为主。由于核能、裂变、聚变、链式反应等概念均涉及到核反应知识,而学生 头脑里,这部分知识是一个空白。因此,讲授过程中要贯彻通俗性原则,不宜过深,尽可能 采取恰当的比喻来帮助学生理解这些知识。 二.教学思路 【教学目标】 1. 了解原子和原子核的组成。 2. 了解裂变、链式反应、聚变的大致情况和原子弹、氢弹的制造原理,以及核反应堆 的作用。 3. 了解研究可控核聚变的重大意义。启发学生想象人类开发利用核能的美好前景,激 发学生努力学习科学技术的热情。 【教学重难点】 重点:了解原子核裂变和链式反应,核聚变的原理以及如何利用核能更多的给人类造 福。 难点:原子核裂变和链式反应,聚变的原理。 【教学过程】 教学环节 教师活动 学生活动 教学反思 创设情景 引入新课 科学家通过对放射现象的发现 和研究,认识到原子核内还有结构, 利用高速粒子轰击原子核时发现原 子核是可以改变的,在某些改变中 会释放大量的能量,这就是核 能。有同学能够说说原子弹的威 力吗? 物质由分子组成,分子可以分 成原子,原子再划分下去又是什么 呢?原子核可以再分吗?原子核可 以改变吗? 思考问题,并讨论回 答。 用趣 味教学法导 课,能够立刻 抓住学生的 学习欲望,使 学生能积极、 主动的参与 到探究活动 中来。 你知道广岛吗? 1945年8月6 日,美国向日本广岛投下第一颗原 子弹,该城大部分被摧毁。据日本 有关部门统计,迄今为止,因广岛 原子弹轰炸而死去的人已达22万 多。出示原子弹爆炸后浓烟笼罩广 岛上空的图片。你知道为什么原子 弹的威力这么大吗?你想知道它的 原理吗?学习了本节知识后你就会 明白了! 实验探究 1.原子、原子核和核能 一切物质是由分子组成的,分子又 由原子组成,而原子由质子、中子、 电子三种粒子组成。质子带正电荷, 电子带负电荷,中子不带电。质子 和中子的质量比电子大得多,处于 原子中心,构成非常小的原子核。 质子和中子依靠强大的核力紧密地 学生阅读分析讨论。1 g镭裂变释放的能量, 比1g木柴燃烧时放 出的热量大60多万 倍。所以科学家们一 直在研究怎样实现核 的分裂和核的聚合, 来获取巨大的能量。 解决问题 结合在一起,因此原子核十分牢固, 要使它们分裂或重新组合是极其困 难的。但是,一旦使原子核分裂或 聚合,就可以释放出惊人的能量, 这就是我们说的核能,又称原子能。 2.裂变和聚变 1939年,科学家首次用中子轰击较 大的原子核,使它变成两个中等大 小的原子核,同时释放出巨大的能 量,称为原子核的裂变。为了让裂 变继续下去,科学家用中子轰击铀 235原子核,铀核裂变释放出核能, 问题:怎样才能让原 子核里蕴藏的核能释 放出来呢? 学生阅读材料分析总 结:一个铀235裂变 同时还产生几个新的中子,这些中 子又会轰击其他铀核……于是就导 致一系列铀核持续裂变,并释放出 大量核能,这就是链式反应。看课 本链式反应示意图。 时可以放出约200 MeV的能量(1 MeV= 1. 60X10* J) o 裂变知识学生很难理解。这里建议 我国物理学家钱三强 与何泽慧发现铀原子 核被中子击碎时,还 用浓硫酸与水结合释放热量的例子 会分裂成三个甚至四 这个演示的 来比喻,可能会收到较好的效果。 个碎片,称为三分裂 目的是让学 或四分裂现象。 生理解核裂 3.链式反应 变的原理。演 加以控制的链式反应,能够使核能 示时,要想办 法使火柴充 和平利用。核电站的核反应堆中发 分析类比总结。 分燃烧而不 生的链式反应,就是可加控制的链 熄灭。也可以 式反应。 让学生自己 链式反应如果不加以控制,大量原 去做,但要注 意防火。 子核就会在一瞬间发生裂变释放出 极大的能量。例如:原子弹爆炸本 动手实验 时发生的链式反应是不加以控制 的。我们应该控制链式反应,把核 将火柴搭成链式的结 能应用于和平建设事业。 构,点燃第一根火柴 播放动画:核电站的工作原理 4.聚变反应 除了裂变外,如果将质量很小的原 子核,例如笊核(由一个质子和一 后,观察所发生的情 况。注意:小心烫伤, 小心火灾! 培养学生的 个中子构成)与氤核(由一个质子 自学能力。 和两个中子构成),在超高温下结 合成氮核,会释放出更大的核能, 如何实现聚 这就是聚变,有时也把聚变称为热 变,如何利用 核反应。大量氢核的聚变,可以在 聚变释放的 瞬间释放出惊人的能量。氢弹就是 阅读分析: 核能,科学家 利用此原理制成的。 正在积极地 中国核电建设已有20 探索着。海水 师:技术给人类带来便利的同时, 年的历史,截至目前 中蕴藏着丰 也会带来灾难。请围绕“核电站的 安全性问题”,发表你的观点。(把 全班分“正方”和“反方”两大组, 学生自由选择其中一方) 中国共有核电站8座, 共有15台机组,其中 已建成运行的9台, 正在建造的2台,已 报送国务院并得到批 准近期将开工的4台。 秦山核电站是中国第 一座自行设计、建造、 营运的原子堆核电 站,位于中国浙江省 海盐县秦山山麓北 侧,杭州湾之畔。 富的、可以实 现聚变的笊 核。科学家预 言,通过可控 制聚变来利 用核能,有望 彻底解决人 类能源问题。 愿同学们今 后对此作出 贝献。 本课小结 本节课你学到什么? 学生练习,及时反馈 信息。 课后作业 1.阅读课本:知道什么是核能,了 观察、思考,动手动 解释放核能的两条途径。 脑完成作业。 2. 课本p. 90第1、2题 3. 查阅资料,了解核电站和原子弹 的核反应过程有哪些不同,是以“核 电站会像原子弹那样发生爆炸 吗?”为题,发表自己的看法 二.导学案 (1) 有同学能够说说原子弹的威力吗? (2) 原子是有哪几部分构成的? (3) 怎样才能让原子核里的能量释放出来呢? (4) 你能模拟链式反应吗? (5) 说出核电站能量的转化情况。 四.课堂练习 1. 过科学家的不懈努力,找到了获取核能的两条途径:和 2. 叫裂变。为了有效、 和平利用核裂变时所产生的能量,科学家们研制成了,从而使链式反应可 以在人工的控制下缓慢进行。核裂变除了可以用于发电外,在军事上还可以做成威力强大的