Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Zapisz jako PDF Udostępnij materiał

Imię i nazwisko autora:

Tomasz Cap

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Jak obliczyć energię wiązania dla dowolnego izotopu?

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres podstawowy i rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne
II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.

Zakres podstawowy
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
1) przedstawia jednostki wielkości fizycznych, opisuje ich związki z jednostkami podstawowymi; przelicza wielokrotności i podwielokrotności;
4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem.
XI. Fizyka jądrowa. Uczeń:
6) stosuje zasadę zachowania energii do opisu reakcji jądrowych; posługuje się pojęciami energii wiązania i deficytu masy; oblicza te wielkości dla dowolnego izotopu.

Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
1) przedstawia jednostki wielkości fizycznych, opisuje ich związki z jednostkami podstawowymi; przelicza wielokrotności i podwielokrotności;
4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem.
XII. Elementy fizyki relatywistycznej i fizyka jądrowa. Uczeń:
8) oblicza dla dowolnego izotopu energię spoczynkową, deficyt masy i energię wiązania.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenia Parlamentu Europejskiego i Rady UE z 2018 r.:

  • kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji,

  • kompetencje cyfrowe,

  • kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii,

  • kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się.

Cele operacyjne:

Uczeń:

  1. wie, czym jest energia wiązania jądra atomowego.

  2. stosuje wzór E=mcIndeks górny 2 oraz jednostki eV i eVc2.

  3. porównuje energię wiązania jądra z energią całkowitej jonizacji atomu.

  4. oblicza całkowitą energię wiązania danego atomu.

Strategie nauczania:

IBSE

Metody nauczania:

wykład informacyjny, rozwiązywanie zadań rachunkowych

Formy zajęć:

praca indywidualna, praca w parach

Środki dydaktyczne:

rzutnik lub ekran do wyświetlania multimedium

Materiały pomocnicze:

-

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel wprowadza pojęcie układu związanego i omawia kilka przykładowych układów (np. jądro atomowe, atom, cząsteczka itd.), zwracając uwagę na rodzaj oddziaływań występujących pomiędzy elementami układu. Nauczyciel prosi uczniów o przypomnienie podstawowych faktów na temat budowy jądra atomowego i atomu oraz cech oddziaływań jądrowych i elektromagnetycznych.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel wprowadza pojęcie energii wiązania i pokazuje, w jaki sposób można obliczyć energię wiązania jądra atomowego. Uczniowie przypominają wzór Einsteina wyrażający równoważność masy i energii. Nauczyciel podaje i wyjaśnia wzór BIndeks dolny j = ZmIndeks dolny pcIndeks górny 2 + NmIndeks dolny ncIndeks górny 2 - MIndeks dolny jcIndeks górny 2. Nauczyciel omawia związek energii wiązania z deficytem masy układu.
Nauczyciel wprowadza jednostkę energii eV i jednostkę masy eVc2 i wyjaśnia, dlaczego jednostki te są bardziej praktyczne niż J i kg. Nauczyciel podaje masy spoczynkowe nukleonów w kg i prosi uczniów o obliczenie ich energii spoczynkowych w J, a następnie w MeV.
Nauczyciel podaje masę jądra atomu węgla Indeks górny 12C i prosi uczniów, aby korzystając z podanego wzoru i mas nukleonów, obliczyli jego energię wiązania w MeV.
Nauczyciel przypomina pojęcie energii jonizacji atomu i pokazuje, w jaki sposób można obliczyć całkowitą energię jonizacji danego atomu. Nauczyciel wprowadza i wyjaśnia wzór BIndeks dolny e = MIndeks dolny jcIndeks górny 2 + ZmIndeks dolny ecIndeks górny 2 – MIndeks dolny acIndeks górny 2. Nauczyciel rozwiązuje z uczniami zadanie 4 z zestawu ćwiczeń (obliczanie całkowitej energii jonizacji atomu węgla).
Nauczyciel porównuje energie całkowitej jonizacji atomu węgla z energią wiązania jego jądra i wyprowadza wzór na całkowitą energię wiązania atomu B = ZmIndeks dolny pcIndeks górny 2 + NmIndeks dolny ncIndeks górny 2 + ZmIndeks dolny ecIndeks górny 2 – MIndeks dolny acIndeks górny 2.

Faza podsumowująca:

Nauczyciel podsumowuje zebrane informacje i prosi uczniów o wykorzystanie podanych wzorów do obliczenia całkowitej energii wiązania atomu żelaza 2656Fe (zadanie 6 z zestawu ćwiczeń).

Praca domowa:

Uczniowie utrwalają wiedzę i zdobyte umiejętności przez rozwiązanie w domu zadań 1, 2, 3, 5 z zestawu ćwiczeń.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Film samouczek, uczniowie mogą obejrzeć na lub po lekcji.