教学目标:
1。知识与技能
了解核能、核裂变和核聚变。
了解核能的优点,还要知道它可能带来的问题。
2。过程与方法
培养学生的观察能力。
初步分析问题和解决问题的能力。
3。情感、态度与价值观目标
通过图画,使同学们养成实事求是的科学态度,热爱科学的情感。
教学重点:核聚变、核裂变
教学难点:核聚变、核裂变的过程。
教学方法:讲授法
教学用具:链式反应模型、各种挂图。
教学过程:
1。原子、原子核
一切物质由分子组成,分子又由原子组成。有些物质的分子就是一个原子。原子十分小,它的直径不到一个纳米。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,挤在处于原子中心的构成非常小的原子核中,就像几颗豆粒挤在大广场中央一小块弹丸之地一样。
2。核能
质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起,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,就可能释放出惊人的能量,这就是核能。核能是能源家族的新成员,它包括核裂变能和核聚变能两种主要形式。
3。裂变
科学家发现用中子轰击铀235(质量数为235的铀),铀核会分裂成大小相差不很大的两部分,这种现象叫做裂变(图3)。发生裂变时有核能释放出来,这时裂变后的产物以很大速度向相反方向飞开,与周围的分子碰撞,使分子动能增加,转化为物体的内能。裂变释放的核能十分巨大,1 kg铀235中的铀核如果全部发生裂变,释放出的能量相当于2500 t标准煤完全燃烧放出的能量。
用中子轰击铀核,铀核才能发生裂变,放出能量。这好比用火柴点燃木材,木材才能燃烧,放出能量一样。假如外界的中子停止轰击,裂变也就停止。然而实验表明,铀核裂变时,还同时放出2~3个中子,放出的中子又可以轰击其他铀核,使它们也发生裂变。这样,裂变将不断地自行继续下去(图3)。这种现象叫做链式反应。
如果对裂变的链式反应不加控制,在极短的时间内就会释放出巨大的核能,发生猛烈爆炸,原子弹就是根据这个原理制成的(图4)。如果控制链式反应的速度,使核能慢慢地平稳地释放出来,就便于和平利用了。能够缓慢、平稳地释放核能的装置,叫做核反应堆。
4。聚变
科学家们发现,较轻的核结合成较重的核,也能释放能量,这种现象叫做聚变。例如一个氘核(质量数为2的氢核)和一个氚核(质量数为3的氢核)结合时,就释放出核能氢弹就是利用轻核聚变制成的。氢弹是一种比原子弹威力更为巨大的核武器。太阳内部进行着大规模的聚变,释放的核能以电磁波的形式从太阳辐射出来,地球上的生物每天都享用着聚变释放出的能量。如何实现聚变,如何利用聚变释放的核能,科学家正在积极地探索着。海水中蕴藏着丰富的、可以实现聚变的氚核。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。愿同学们今后对此做出贡献。
三、小 结:
四。布置作业
阅读课本,知道什么是核能,了解释放核能的两条途径。
板书设计:
第二节 核能
一、原子、原子核
二、核能
三、裂变与聚变