《核能》
本节的内容安排在“能源家族”之后,“太阳能”之前,在知识结构上有承前启后的作用,本堂课体现了新课标要求,注重让学生经历从生活在物理,从自然到物理的认识过程,经历基本的教学探究实验活动,了解科技发展,从而融入到现代社会中。
【知识与能力目标】
1、常识性了解原子和原子核的组成。
2、常识性了解裂变、链式反应、聚变的大致情况和原子弹、氢弹的制造原理及核反应堆的作用。
【过程与方法目标】
通过阅读学习相关知识,养成学生关注高新科学技术在生产和生活中的应用。
【情感态度价值观目标】
养成学生的科学态度和探索精神,启发学生树立为祖国现代化建设事业贡献力量的理想。
【教学重点】
了解原子核裂变和链式反应,核聚变的原理及如何利用核能更多的给人类造福。
【教学难点】
原子核裂变和链式反应,聚变的原理。
多媒体课件、火柴等。
新课引入:
展示图片1:1945年8月6日名为“小男孩”的原子弹。这个“小男孩”的巨大毁灭力,令日本广岛核爆中心方圆2公里内所有建筑物全部被夷为平地。
展示图片2:1964年10月16日15时,我国第一颗原子弹爆炸成功。你知道原子弹为什么会突然放出那么大的能量的呢?随后,1967年6月17日上午8时20分,我国西部地区新疆罗布泊上空,我国第一颗氢弹爆炸试验获得完全的成功,氢弹和原子弹的原理相同吗?
知识讲解:
核能
原子结构
以水分子为例:它由一个氧原子和两个氢原子组成。
原子由原子核和核外电子组成。
(1)氢原子由原子核和一个核外电子组成。
原子核有一个质子,质子带正电荷,核外电子带负电荷。二者电荷量相同。
(2) 氧原子由原子核和八个核外电子组成。
原子核有八个质子和八个中子,由于中子不带电,所以正负电荷量仍然相同。
核能
质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起。要使它们分裂或结合都是极其困难的。
质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合时,就有可能释放出惊人的能量,这就是核能。
核裂变
1、发生裂变的条件
通过看书知道1 kg铀全部裂变,释放的能量超过2000t煤完全燃烧时释放的能量。用中子轰击铀核,铀核才能发生裂变,放出能量。外界中子停止轰击,裂变也就停止了。怎样才能让裂变继续下去呢?
链式反应
用火柴模拟类比链式反应,将火柴搭成如课本图示的结构,点燃第一根火柴后,观察所发生的现象。
用中子轰击铀235原子核,铀核在分裂时,会释放出核能,同时还会产生几个新的中子,这些中子会继续轰击其他铀核。于是就导致一系列铀核持续裂变,并释放出大量核能,这就是裂变中的链式反应。
3、核电站利用核能发电
展示核电站的动画,讨论核电站的能量转化。
4、核武器——原子弹
核电站的核心设备是核反应堆。核反应堆的作用就是控制链式反应。如果链式反应不加控制,就会释放出巨大的能量。这就制成了原子弹。中国人民热爱和平,但为了抵制核大国的威胁,于1964年10月16日第一颗原子弹试验成功。我们制造原子弹是为了消灭原子弹。我们需要和平利用核能。
核聚变
发生聚变的条件
前面的学习知道电能生磁,磁能生电。科学家利用逆向思维的方法发现,两个较轻的原子核,在超高温下结合成新的原子核,同时释放出核能的过程叫聚变。有时称为热核反应。
氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中子,能释放大量核能。这一过程就是聚变。
核武器——氢弹
氘核和氚核都属于氢核的一种。大量氢核的聚变,可以在瞬间释放惊人的能量。氢弹利用的就是聚变瞬间释放的能量。核聚变目前无法控制,但可以用来制造氢弹。我国科学家用不到三年的时间研制,于1967年6月17日,第一颗氢弹试验爆炸。氢弹的威力大于原子弹。
可控聚变尚未实现,海水中蕴藏着丰富的氘核,科学家预言,通过可控聚变来利用核能,有望彻底解决人类能源问题。望同学们努力学习今后世界的发展做出贡献。
课堂总结:
什么是核能?
核裂变的特点是什么?有哪些应用?
核聚变的特点是什么?有哪些应用?
四、布置作业:
课后“动手动脑学物理”。
五、板书设计:
第2节 核能
一、核能
二、核裂变
1、条件
2、链式反应
3、核能发电
4、原子弹
三、核聚变
1、条件
2、氢弹
略