1、裂變和聚變課標要求一學問與技能知道核裂變的概念，知道重核裂變中能釋放出巨大的能量。知道什么是鏈式反響。會計算重核裂變過程中釋放出的能量。了解聚變反響的特點及其條件.了解可控熱核反響及其爭辯和進展.知道輕核的聚變能夠釋放出很多的能量,假設能加以把握將為人類供給寬闊的能源前景。二過程與方法 1通過對核子平均質量與原子序數關系的理解，培育學生的規律推理力量及應用教學圖像處理物理問題的力量。2通過讓學生自己閱讀課本，查閱資料，培育學生歸納與概括學問的力量和提出問題的力量。三情感、態度與價值觀激發學生寵愛科學、探求真理的激情，樹立實事求是的科學態度，培育學生根本的科學素養，通過核能的利用，思考科學與社會

2、的關系。通過教學，讓學生生疏到和平利用核能及開發能源的重要性。確立世界是物質的，物質是運動變化的，而變化過程必定遵循能量守恒的觀點。教學重點鏈式反響及其釋放核能的計算。重核裂變的核反響方程式的書寫。聚變核反響的特點。教學難點1、通過核子平均質量與原子序數的關系，推理得出由質量數較大的原子核分裂成質量數較小的原子核釋放能量這一結論。2、聚變反響的條件。教學方法教師啟發、引導，學生爭辯、溝通。教學用具：多媒體教學設備一套：可供實物投影、放像、課件播放等。課時安排課時教學過程重核裂變一引入課教師：大家都知道在其次次世界大戰馬上完畢的時候，美國于1945 8 6 日、9 日先后在日本的廣島、長崎上空投

3、下了兩顆原子彈，剎那間，這兩座曾經格外秀麗的城市變成一 片廢墟大家還知道目前世界上有少數國家建成了很多核電站，我國也相繼建成了浙江秦山 核電站和廣東大亞灣核電站等。我想，現在大家肯定想知道原子彈爆炸及核發電的原理，那 么，我們這節課就來學習裂變，通過學習，大家就會對上述問題有初步的了解。播放 VCD 光碟，呈現原子彈爆炸的過程及原子彈爆炸后形成的慘景的片段。學生：觀看原子彈爆炸的過程，并形成裂變能放出巨大能量的初步生疏。點評：激發起學生主動探求學問的欲望，從而為下一步進展教學活動奠定一個良好的根底。二進展課1核裂變fission提問：核裂變的特點是什么？讓學生閱讀課本核裂變局部內容，分小組爭辯

4、。每一小組由一位同學陳述小組爭辯的結果。學生答復：重核分裂成質量較小的核的反響，稱為裂變。教師總結：重核分裂成質量較小的核，釋放出核能的反響，稱為裂變。提問：是不是全部的核裂變都能放出核能？讓學生閱讀有關核子平均質量有補充材 組爭辯的結果。才能放出核能。點評：有利于培育學生合作式學習的力量。不是全部的核反響都能放出核能，有的核反響，反響后生成物的質量比反響前的質量大，這樣的核反響不放出能量，反而在反響過程中要吸取大量的能量。只有重核裂變和輕核聚變能放出大量的能量。點評：個人及小組的競爭，活潑課堂氣氛，激活學生思維，增加學習的趣味性。2、鈾核的裂變鈾核的裂變的一種典型反響。提問：鈾核的裂變的產物

5、是多樣的，最典型的一種核反響方程式是什么樣的？ 讓學生閱讀課本核裂變局部內容分小組爭辯每一小組由一位同學陳述小組爭辯的結果。學生答復：235U1n 141Ba92Kr 31n92056360鏈式反響：提問：鏈式反響chain reaction是怎樣進展的？ 學生答復：這種由重核裂變產生的中子使裂變反響一代接一代連續下去的過程，叫做核裂變的鏈式反響。點評：學生用自己的語言表達，根本正確即可。臨界體積臨界質量：提問：什么是臨界體積臨界質量？學生答復：通常把裂變物質能夠發生鏈式反響的最小體積叫做它的臨界體積，相應的質量叫做臨界質量。裂變反響中的能量的計算。裂變前的質量：m 390.31391027

6、kg，mU1.67491027kg裂變后的質量：m 234.00161027 kg，m152.60471027 kg，3m 5.02471027 kg，BaKrn學生計算：質量虧損：m 0.35781027 kg，E mc2 0.35781027 (3.0108 )2 J=201MeV學問總結：由重核裂變產生的中子使裂變反響一代接一代連續下去的過程，叫做核裂變的鏈式反響。裂變物質能夠發生鏈式反響的最小體積叫做它的臨界體積。鈾核裂變的產物不同，釋放的能量也不同。3、核電站提問：核核反響堆各組成局部在核反響中起什么作用？讓學生閱讀課本核電站局部內容，分小組爭辯。每一小組由一位同學陳述小組爭辯的結果

7、。學生答復：鈾棒由濃縮鈾制成，作為核燃料。學生答復：減速劑由石墨、重水或一般水有時叫輕水做成，用來跟快中子碰撞，使快中子能量削減U235 俘獲。學生答復：冷卻劑由水或液態的金屬鈉等流體做成，在反響堆內外循環流淌，把反響堆內的熱量傳輸出，確保反響堆的安全。學生答復：水泥防護層用來屏蔽裂變產物放出的各種射線，防止核輻射。教師提問：核能發電的優點、缺點？學生答復：優點：污染小；可采儲量大；比較經濟。缺點：一旦核泄漏會造成嚴峻的核污染；核廢料處理困難。點評：學生用自己的語言表達，根本正確即可。教師補充：了解常用裂變反響堆的類型：秦山二期、大亞灣二期是壓水堆，秦山三期是沸水堆。4、例題例題1、以下核反響

8、中，表示核裂變的是 4He92902B、14C 14N 0e671 1n 141Ba92Kr 31n92056360D9Be 4He 12C 1n4260分析：核反響中有四種不同類型的核反響，它們分別是衰變、人工轉變、重核裂變、輕核聚變。其中衰變中有 衰變等。238U 234Th4He 是 衰變，9290214C 14N 0e 是 衰變，671 1n 是人工轉變，只的C 選項是重核裂變。4260學生答復：C235U1n 141Ba92Kr 31n92056360點評：培育學生的集中散性思維。2、秦山核電站第一期工程裝機容量為30 kW1g 235 完全裂變時產生的8.2 1010 J，并且假定

9、產生的能量都變成了電能，那么，每年要消耗多少鈾235?一年365 天計算學生答復：W=Pt=3108243600 J=2.5921013 J.W8.21010 J.=365W=9.461015 J 1 g 鈾完全裂變時產生的能量為總所以，每年消耗的鈾的量為9.461015m kg 1.15102 kg8.21010點評：培育學生推理及公式演算的力量。留意速度單位的換算，運算過程中帶單位運算。適當進展愛國主義教育。聚變一引入課教師：1967 6 17 日，我國第一顆氫彈爆炸成功。從第一顆原子彈爆炸成功到第一顆氫彈爆炸成功，我國僅用了兩年零八個月。前蘇聯用了四年，美國用了 7 年。氫彈爆炸釋放核能

10、是通過輕核的聚變來實現的。這節課我們就來爭辯聚變的問題.學生：學生認真認真地聽課點評：通過介紹我國第一氫彈爆炸，激發同學們的愛國熱忱。二進展課聚變及其條件提問：請同學們閱讀課本第一段，答復什么叫輕核的聚變？ 學生認真閱讀課文學生答復：兩個輕核結合成質量較大的核，這樣的反響叫做聚變。投影材料一：核聚變進展的歷史進程1提問：請同學們再看看比結合能曲線圖重核的裂變反響釋放更多的核能？讓學生了解聚變的進展歷史進程。學生思考并分組爭辯、歸納總結。學生答復：由于較輕的原子核比較重的原子核核子的平均質量更大，聚變成質量較大的原子核能產生更多的質量虧損，所以平均每個核子釋放的能量就更大點評：學生閱讀課本，答復

11、以下問題，有助于培育學生的自學力量。教師歸納補充：氫的聚變反響：111H+2 H3 He+1 H+4 MeV1111122 H+3 H4 He+1 n+17.6 112釋放能量：Emc217.6 MeV，平均每個核子釋放能量3 MeV 以上，約為裂變34 倍提問：請同學們試從微觀和宏觀兩個角度說明核聚變發生的條件？ 學生閱讀教材，分析思考、歸納總結并分組爭辯。得出結論微觀上：參與反響的原子核必需接近到原子核大小的尺寸范圍，即10-15 m，要使原子核接近到這種程度，必需使它們具有很大的動能以抑制原子核之間巨大的庫侖斥力。宏觀上：要使原子核具有如此大的動能，就要把它加熱到幾百萬攝氏度的高溫。點評

12、：從宏觀和微觀兩個角度來考慮核聚變的條件，有助于加深理解。教師說強調：聚變反響一旦發生，就不再需要外界給它能量，靠自身產生的熱就可以維持反響持續進展下去，在短時間釋放巨大的能量，這就是聚變引起的核爆炸。教師補充說明：熱核反響在宇宙中時時刻刻地進展著，太陽和很多恒星的內部溫度高達107 K 以上，因而在那里進展著劇烈的熱核反響，不斷向外界釋放著巨大的能量。太陽每秒釋放的能量約 為 3.81026 J，地球只承受了其中的二十億分之一。太陽在“核燃燒”的過程中“體重”不斷減輕。它每秒有億噸原子核參與碰撞，轉化為能量的物質是 400 萬噸?？茖W家估量，太陽90 億100 億年。固然，與人類歷史相比，這

13、個時間很長很長！教師：期望同學們課后查閱資料，了解更多的太陽能有關方面的學問及其應用。上世紀四十年月，人們利用核聚變反響制成了用于戰斗的氫彈，氫彈是利用熱核反響制造的一種在規模殺傷武器，在其中進展的是不行控熱核反響，它的威力是原子彈的十幾 倍。提問：氫彈爆炸原理是什么？學生閱讀教材：課本圖 19.7-1 是氫彈原理圖，它需要用原子炸藥來引爆，以獲得熱核反響所需要的高溫，而這些原子炸藥又要用一般炸藥來點燃。教師點撥錄像氫彈的構造簡介及其爆炸狀況。依據你收集的資料，還能通過什么方法實現核聚變？學生答復：日英開發出激光核聚變方法、有人提出利用電解重水的方法實現低溫核聚變。點評：學生自學看書，自己歸納

14、總結，有助于培育學生分析問題、解決問題的力量，逐步提高學生的歸納總結力量?？煽責岷朔错懢圩兣c裂變相比有很多優點提問：目前，人們還不能把握核聚變的速度，但科學家們正在努力爭辯和嘗試可控熱核反響，以使核聚變造福于人類。我國在這方面的爭辯和試驗也處于世界領先水平。請同學們自學教材，了解聚變與裂變相比有哪些優點？投影材料二2：可控熱核反響進展進程2 H+3 H4 He+1 n，其中氘核的質量：1120m =2.014 102 u、氚核的質量：m =3.016 050 u、氦核的質量：m =4.002 603 u、中子的質量：DTmn=1.008 665 u、1u=1.660 610-27kg，e =

15、1.602 210-19C，請同學們求出該核反響所釋放出來的能量。學生計算：依據質能方程，釋放出的能量為： (mmDm mn)c2 0.01861.66061027 (3108)2 eV 17.6MeV1.60221019教師點拔：平均每個核子放出的能量約為 3.3MeV，而鈾核裂變時平均每個核子釋放的能1MeV?？偨Y：聚變與裂變相比，這是優點之一，即輕核聚變產能效率高。教師點拔：常見的聚變反響：2 H+2 H3 He+1 H+4MeV2 H+3 H4 He+1 n+17.6 MeV。在11111120這兩個反響中，前一反響的材料是氘，后一反響的材料是氘和氚，而氚又是前一反響的產物， 所以氘是

16、實現這兩個反響的原始材料，而氘是重水的組成局部，在掩蓋地球外表三分之二的 海水中是取之不盡的。從這個意義上講，輕核聚變是能源危機的終結者?？偨Y：聚變與裂變相比，這是優點之二，即地球上聚變燃料的儲量豐富1L 海水中大0.03g 氘，假設發生聚變，放出的能量相當于燃燒300L 汽油。聚變與裂變相比，優點之三，是輕核聚變反響更為安全、清潔。實現核聚變需要高溫，一旦消滅故障，高溫不能維持，反響就自動終止了。另外，氘和氚聚就反響中產生的氦是沒有放射性的，放射性廢物主要是泄漏的氚以及聚變時高速中子、質子與其他物質反響而生成的放射性物質，比裂就所生成的廢物的數量少，簡潔處理。我國在可控熱核反響方面的爭辯和試

17、驗進展狀況。EAST 全超導托卡馬克試驗裝置以探究無限而清潔的核聚變能源為目標，這個裝置也被通理爭辯所設計制造的 EAST 全超導非圓截面托卡馬克試驗裝置大部件已安裝完畢，進入抽真空降溫試驗階段。我國的科學家就領先建成了世界上第一個全超導核聚變“人造太陽”試驗裝 置，模擬太陽產生能量。點評：通過了解我國在可控熱核反響方面的成就，激發學生的愛國熱忱和獻身科學的力量。三課堂小結本節主要爭辯了聚變核反響的特點和條件，聚變反響要比裂變反響釋放更多的能量，但 它發生的條件是要到達幾百萬度的高溫，因而聚變反響也叫熱核反響.可控熱核反響的爭辯和試驗將為人類和平利用核能開發的途徑。四作業：完成課后練習教學體會

18、本節課雖然教學要求不高，但卻是開展中學科技教育活動的生動內容。然而課本的編寫， 卻限于篇幅等因素的影響，存在正如愛因斯坦所說的問題：“科學結論幾乎是以完成的形式出 現在讀者面前，讀者學生體驗不到探究和覺察的喜悅，感覺不到思想形成的生動過程也很難 到達清楚地解釋全部過程?！痹谡n堂教學過程中，結合內容的講授，以史為鑒，雖著墨不多，卻寓意深遠，本材料正是以此為設計思想的：沿著科學家的腳印，剖析科學家的思維，領會科學家的制造；激發同學們的興趣，培育同學們的力量，陶冶同學們的情操。本節內容比較抽象，應讓學生多思考、多總結、多歸納，體驗學問的獲得過程，加強對學問的理解。讓學生樹立實事求是的科學態度，培育學生嚴謹、踏實的科學素養，通過核能的利用，思考科學與社會的關系。附：投影材料一時間 201920人物阿斯頓愛丁頓大事能量，核聚變放出的能量比裂變大很多猜測：太陽的能量來自亞原子粒子的相互作用1926年愛丁頓1929年羅素193