ГБОУ СПО МЕДИЦИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ № 5 ДЕПАРТАМЕНТА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ города МОСКВЫ

ГБОУ СПО МЕДИЦИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ № 5
ДЕПАРТАМЕНТА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ города МОСКВЫ
МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ
ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ
НА ТЕМУ: «ИЗУЧЕНИЕ ТРЕКОВ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ»
РАЗДЕЛ «КВАНТОВАЯ ФИЗИКА»
Дисциплина: «Физика»
Специальность: 060109 Сестринское дело
2012
Методическое пособие для проведения практического занятия на тему «Изучение треков
заряженных частиц» разработано в соответствии с Государственными требованиями к минимуму
знаний и уровню подготовки выпускника по специальности 060109 Сестринское дело
Одобрено на заседании
ПЦК ЕНД
Протокол №__ от _______ 2012 г
Председатель ПЦК ЕНД
Тимофеева Е.В.______________
УТВЕРЖДАЮ
Зам. директора
по учебной работе
Галкина Г.Г.
_______________
«___»_____2012 г.
Автор:
Ловчицкая У.А., преподаватель физики первой квалификационной категории ГБОУ СПО МК № 5.
Рецензенты:
Гранкина Т.А.- председатель городской ЦК по физике, преподаватель физики высшей
квалификационной категории ГБОУ СПО МУ № 4,
Горностаева Е.И. – зам.директора по воспитательной работе, преподаватель математики высшей
квалификационной категории ГБОУ СПО МК № 5.
Предназначение
Методическое пособие предназначено для организации и проведения практического занятия
по «Физике» со студентами I курса специальности 060109 Сестринское дело на тему
«Изучение треков заряженных частиц».
Методические материалы «Основного этапа» могут применяться в качестве пособия для
самостоятельного изучения и выполнения лабораторной работы пропущенного практического
занятия.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Методическое пособие составлено для проведения практического занятия со студентами I курса
специальности 060109 Сестринское дело на тему «Изучение треков заряженных частиц» в
соответствии с Государственными требованиями. Данная тема является актуальной, так как
полученные знания могут
использоваться как при изучении дисциплины «Безопасность
жизнедеятельности и медицина катастроф», так и в будущей профессиональной деятельности при
работе в кабинетах реабилитации, ФЗТ (радоновая терапия – ванна, питье, ингаляция).
Общие цели:
Образовательные: научить студентов исследовать треки заряженных частиц по их длине,
искривлению в магнитном поле, идентифицировать частицы по их трекам с помощью готовых
фотографий: рассчитывать удельные заряды частиц, определять знак заряда. Продолжить
формирование практических навыков и интеллектуальных умений измерять физические величины,
характеризующие микрочастицы.
Развивающие: развивать способность обобщать и систематизировать полученные из анализа
треков на фотографиях сведения, формировать выводы и заключения, подбирать доказательства для
выдвигаемых положений, выявлять причинно-следственные связи в изучаемых явлениях микромира,
раскрывать значение сведений о микрообъектах для науки и медицины.
Воспитательные: продолжить формирование научного мировоззрения и коммуникативных
качеств личности в ходе парно-групповой работы над заданиями.
Методическое пособие состоит из:
1) методического блока
2) технологической карты с описанием модели проведения занятия;
3) мотивации и актуализации опорных знаний
4) лабораторной работы
5) тестовых заданий для закрепления знаний и умений
6) эталонов ответов
7) приложения с таблицами и слайдами презентации
После окончания занятия студенты будут знать терминологию темы и методы приближенных
вычислений, уметь планировать и осуществлять учебное исследование по данной теме.
Критерии оценивания лабораторной работы
«5»
Работа выполнена в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности
проведения опытов и измерений, все опыты проведены в условиях и режимах, обеспечивающих
получение правильных результатов и выводов, точно и аккуратно выполнены все записи, таблицы,
рисунки.
«4»
Работа выполнена в полном объеме, но допущено два – три недочета в соблюдении
последовательности проведения опытов и измерений, точности и аккуратности выполнения всех
записей, таблиц, рисунков.
«3»
Работа выполнена не полностью, но объем выполненной ее части позволяет получить
правильный результат и вывод; или если в ходе в проведениях опыта и измерениях были допущены
ошибки, вызванные несоблюдением условий проведения опыта или измерений; имеются замечания
относительно точности и аккуратности выполнения всех записей, таблиц, рисунков; допущен
пропуск или неточное написание наименований единиц измерения физических величин.
«2»
Объем выполненной работы не позволяет получить правильный результат и вывод; если опыты,
измерения, вычисления, наблюдения производились неправильно; работа имеет значительные
ошибки в выполнении записей, таблиц, рисунков; написании наименований единиц измерения
физических величин.
№ п/п
Оглавление
Пояснительная записка
Страницы
3
6-9
1.
Методический блок
2.
Основной этап занятия: лабораторная работа
11-18
3.
Заключительный этап: закрепление и итоги занятия
20-21
4.
Эталоны ответов
23-24
5.
Приложения
26-29
Таблицы
Слайды презентации
МЕТОДИЧЕСКИЙ БЛОК
Технологическая карта занятия № 53
Дисциплина ФИЗИКА
Специальность 060109 Сестринское дело Курс
I
Тема занятия: Изучение треков заряженных частиц
Время проведения занятия: 90 мин
Тип занятия: практическое занятие по применению новых знаний и умений
Форма проведения: лабораторная работа
Цели занятия:
знать:
- основные термины и формулы по теме «Методы наблюдения и регистрации заряженных
частиц»
- методы приближенных вычислений
уметь:
- планировать проведение лабораторной работы;
- проводить наблюдения;
- исследовать треки заряженных частиц по их длине, искривлению в магнитном поле;
- идентифицировать частицы по их трекам с помощью готовых фотографий;
- производить расчеты: по трекам определять характеристики заряженных частиц и сравнивать
скорость, удельный заряд элементарных частиц и их отношение;
- составлять отчет и делать выводы о проделанной работе на основе расчетных данных.
Мотивация темы направлена на: исследование и осознание свойств микрочастиц; использование
полученных знаний и навыков при изучении дисциплины «Безопасность жизнедеятельности и
медицина катастроф»; применение приобретенных знаний и умений в повседневной жизни и
профессиональной деятельности для оценки безопасности радиационного фона; поддержание
интереса к дисциплине и своей будущей профессии.
Основные термины темы: трек, ион, элементарная частица, удельный заряд, камера Вильсона.
Обеспечение занятия
Оборудование (оснащение) занятия: фотография треков двух заряженных частиц в камере
Вильсона; лист кальки размером 60х90 мм; карандаш; линейка;
ТСО: ПК, проектор, экран.
Методическое обеспечение занятия: технологическая карта занятия № 53, методическое пособие
для проведения практической работы по теме «Изучение треков заряженных частиц», слайды
презентации «Изучение треков заряженных частиц», таблица приставок для образования кратных и
дольных единиц.
Учебная литература
Основная: Учебник «Физика» П.И.Самойленко М., 2008г.
Дополнительная:
1. Касьянов В.А. Физика. 11класс Дрофа. 2008.
2. Электронный учебник. Программы ФИЗКОНА «Физика 7-11 классы» на 2-х CD. 2008.
3. Электронный учебник. 1С школа. «Физика 7-11 класс». 2007.
4. Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия на 2-х CD. 2008.
5. Электронный учебник. Открытая физика 1.1. – М.: Физикон 2005.
6. Интернет сайты: km.ru, college.ru, krugosvet.ru и др.
Междисциплинарные связи: математика (описание законов при помощи формул, вычисления),
биология, анатомия и физиология человека (клетка, органы кроветворения),
безопасность
жизнедеятельности и медицина катастроф (биологическое действие радиоактивных излучений,
дозиметры).
Внутридисциплинарные связи: механика (механическое движение, масса), электродинамика
(заряд, ион, удельный заряд), физика атомного ядра и элементарных частиц (состав радиоактивного
излучения).
Содержание домашнего задания:
1. Повторить § 17.2 (стр. 318-321) ,
2. Ответить письменно на вопросы учебника «Физика» (стр. 339 №14,15)
3. Пополнить словарь новых терминов («идентификация», «метод»)
4. Выполнить (по выбору) Творческое задание: сообщение/презентацию на тему «Роль
ионизирующего излучения в появлении мутаций» (3-5 мин).
ХОД ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЯ № 53
№
п/п
Этап занятия
1) Организационный
момент
Время
(мин)
Деятельность преподавателя
Преподаватель приветствует студентов, проверяет
готовность
группы
к
занятию:
проверка
присутствия, внешнего вида; оформление журнала
2) Мотивация.
Преподаватель озвучивает тему практической
10
Актуализация
работы, обозначает актуальность, значимость и
опорных знаний
целесообразность изучения темы, настраивает
студентов на работу, организует беседу по
вопросам:
1)
Дайте определения основным понятиям
(трек, ион, элементарная заряженная частица,
удельный заряд).
2)
С какой целью используют дозиметры?
3)
Когда и где их используют?
4)
Какие частицы являются составляющими
радиоактивного излучения?
5)
Какие существуют методы регистрации этих
частиц?
6)
Что означает слово «интерпретация»?
Сообщает цели практической работы. Просит
подготовить рабочее место.
3) Основной этап: лабораторная работа
3.1. Самостоятельная
Преподаватель предлагает для успешного
20
работа с
проведения исследования
информационным
 проработать информационную часть
материалом
Методпособия
Методпособия
 закрепить знания, завершив незаконченные
предложения о (устно/письменно)
Руководит самостоятельной работой студентов в
парах.
3.2. Подготовка к
Преподаватель обсуждает со студентами
3
проведению
последовательность выполнения практических
2
Деятельность студентов
Студенты
приветствуют
преподавателя, отвечают
на
вопросы, устраняют замечания
Студенты, отвечают на вопросы
преподавателя, настраиваются на
учебную деятельность,
записывают тему работы в
тетрадь для практических работ.
Готовят рабочее место к
проведению лабораторной
работы.
Студенты читают самостоятельно
информационную часть
практической работы.
Индивидуально
письменно
выполняют задания поэтапного
контроля
Участвуют в беседе.
Студенты слушают,
осмысливают, отвечают на
Методы, приемы,
средства обучения,
формы контроля
Беседа,
психологический
настрой
Метод
эмоционального
стимулирования и
фронтальная
беседа.
Предъявление
учебных
требований.
Слайды
презентации № 2-7
Методпособие
(8 стр)
Репродуктивный
метод и
фронтальная
беседа.
Слайды № 8
Информационный
материал
Методпособия
Объяснительноиллюстративный
7
лабораторной
работы
действий
3.3.
Выполнение
лабораторной
работы
4)
4.1.
Заключительный этап: закрепление и итоги занятия
Закрепление
Преподаватель проводит беседу и тестирование
15
знаний и умений
студентов с целью обобщения и систематизации
результатов лабораторной работы.
Фронтальный контроль выполнения тестового
задания
4.2.
Рефлексия
5
4.3.
Подведение
итогов
3
30
Преподаватель контролирует порядок применения
практических действий студентов в парах,
оказывает помощь и консультирует отстающих
студентов, организует само – и взаимоконтроль.
Преподаватель проводит беседу по вопросам:
1. Что нового вы узнали для себя на занятии?
2. Какое значение для вас лично имеют знания и
умения, полученные сегодня?
3. При выполнении эксперимента вы помогали
другим или вам помогали?
4. Что вызвало наибольшую трудность?
5. Что вам понравилось на занятии?
6. Что хотелось изучить дополнительно?
Преподаватель анализирует работу студентов, даёт
оценку их деятельности и активности, выставляет
поурочный балл
вопросы преподавателя,
конкретизируют при
необходимости задания,
планируя проведение
Студенты самостоятельно
исследуют материал по
фотографиям треков заряженных
частиц. Последовательно
совершают практические
действия.
Выполняют расчетные работы,
анализируют результаты, делают
выводы и оформляют записи о
работе в тетради. Проводят само
– и взаимопроверку. Сдают
тетради.
метод.
Слайды № 9-10
Методпособие
Студенты отвечают на вопросы
преподавателя, выполняют
тестовое задание.
Взаимопроверка.
Репродуктивный,
частично
проблемный
методы
тестирование
Слайды № 14
Фронтальная
беседа, самоанализ
Слайды №15
Студенты участвуют в
обсуждении.
Студенты слушают
преподавателя
Частичнопоисковый метод и
иллюстративный
метод.
Методпособие
(14 -15 стр.)
Слайды № 11-3
Объяснение
8
5)
Домашнее
задание
2
Преподаватель дает инструктаж по выполнению
домашних заданий разного уровня
Студенты записывают задания.
Объяснение
Слайды № 16
9
МОТИВАЦИЯ
АКТУАЛИЗАЦИЯ
ОПОРНЫХ ЗНАНИЙ
10
МОТИВАЦИЯ
Уважаемые студенты!
Ученый – экспериментатор с помощью тонкой чувствительной
аппаратуры, не видя саму микрочастицу, по ее следам, оставленным в
веществе, определяет как факт прохождения частицы через вещество,
так и параметры и свойства (заряд, массу, энергию; как двигалась,
происходило ли столкновение и каков его результат и т.д.)
микрочастиц.
Современная физика на основе математических методов исследования, соединённых с
физическим экспериментом, позволяет “на лету” измерить, идентифицировать почти
“неизмеримое” - элементарные частицы. Если нет возможности самому проделать и проверить, то
возникает иллюзия понимания. Чтобы понять механизм получения информации, предлагаю
выполнить практическую работу по теме «Изучение треков заряженных частиц по готовым
фотографиям».
Данная тема является важной, так как полученные знания могут использоваться Вами как при
изучении дисциплины «Безопасность жизнедеятельности и медицина катастроф», так и в будущей
профессиональной деятельности при работе в кабинетах реабилитации, например, при проведении
радоновой терапии. Минеральные воды, содержащие 222Rn86 (родон) и его дочерние продукты,
используются для воздействия на кожу (ванны), органы пищеварения (питье), органы дыхания
(ингаляции).
Вам в ходе этой работы необходимо будет научиться идентифицировать частицы по их трекам
в магнитном поле, судить о движении микрочастиц по кривизне трека, определять знак заряда,
направление движения. Тем самым Вы сможете убедиться в объективности метода приближённого
определения радиусов кривизны треков.
АКТУАЛИЗАЦИЯ ОПОРНЫХ ЗНАНИЙ
Вопросы для фронтальной беседы
1) Дайте определения основным понятиям (трек, ион, элементарная заряженная частица,
удельный заряд).
2) С какой целью используют дозиметры?
3) Когда и где их используют?
4) Какие частицы являются составляющими радиоактивного излучения?
5) Какие существуют методы регистрации этих частиц?
6) Что означает слово «интерпретация»?
Для проведения практической работы прошу приготовить следующее:


Лист кальки размером 60х90 мм.
Карандаш; линейка, тетрадь для лабораторных работ.
11
ОСНОВНОЙ ЭТАП:
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
12
3.1. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
С ИНФОРМАЦИОННЫМ МАТЕРИАЛОМ
Уважаемые студенты!
Для успешного проведения лабораторной работы Вам необходимо ознакомиться с
информационным материалом.
Инструкция по работе с информационным материалом
1. Прочитать информационный материал.
2. Для проверки его усвоения, необходимо закончить предложения.
ИНФОРМАЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ
Для изучения взаимодействия элементарных частиц, для регистрации ядерных реакций и измерения физических величин, характеризующих состояние частиц, в них участвующих, используют камеру
Вильсона.
Эта камера заполнена перенасыщенными парами воды и этилового
спирта. Такие пары легко конденсируются в виде маленьких капелек
на ионах, образующихся при пролете быстрых частиц. Водяной пар
конденсируется преимущественно на отрицательных ионах, пары этилового спирта — на положительных, вдоль всего пути частицы
возникает трек — тонкий след из капелек, благодаря чему ее
траектория
движения становится видимой. Треки частиц
фотографируют при дополнительной подсветке паров в камере
Вильсона.
Толщина трека зависит от величины заряда частицы.
Длина трека тем больше, чем больше энергия частицы и чем меньше плотность среды. Толщина
трека тем больше, чем больше заряд частицы и чем меньше её скорость. При движении
заряженной частицы в магнитном поле трек получается искривлённым, причём радиус кривизны
трека тем больше, чем больше масса и скорость частицы и чем меньше её заряд и модуль
индукции магнитного поля. Частица движется от конца трека с большим радиусом кривизны к
концу с меньшим радиусом кривизны. Радиус кривизны по мере движения уменьшается, т.к. из-за
сопротивления среды уменьшается скорость частицы.
Чем больше заряд пролетающей частицы, тем больше ионов образуется при ее пролете, а
следовательно, тем больше толщина трека частицы.
Длина трека зависит от энергии частицы. Чем больше энергия частицы, тем медленнее она
расходует энергию на ионизацию паров, тем длиннее трек частицы.
На фотографии (рис. 1), сделанной в камере Вильсона, помещенной в магнитное поле,
изображены траектории двух заряженных частиц.
Трек I на фотографии принадлежит протону, трек II — частице, которую надо
идентифицировать. Начальные скорости обеих частиц одинаковы и перпендикулярны краю
фотографии. Линии индукции внешнего магнитного поля перпендикулярны плоскости
фотографии.
Идентификация неизвестной частицы с зарядом q и массой т осуществляется путем сравнения
13
ее удельного заряда
g
e
с удельным зарядом протона
.
m
mP
Под действием силы Лоренца заряженная частица движется по окружности радиусом R1.
Согласно второму закону Ньютона
v2
man  FЛ , или m  gvB
R
где B — индукция внешнего магнитного поля.
Тогда
g
v

m
BRI
Для протона аналогично
e
v

m p BRII
Отношение удельных зарядов обратно пропорционально отношению радиусов треков:
g
m  RII 
e
RI
mP
Для измерения радиуса кривизны трека вычерчивают две хорды и восставляют к ним
перпендикуляры из центров хорд (рис, 2). Центр окружности лежит на пересечении этих
перпендикуляров. Ее радиус измеряют линейкой.
Рис.2.
14
КОНТРОЛЬ УСВОЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО МАТЕРИАЛА
Уважаемые студенты!
Завершите письменно в тетради указанные ниже предложения
1) Камеру Вильсона используют для…
2) Эта камера заполнена…
3) Конденсация пара происходит при…
4) Конденсация пара преимущественно происходит на ...
5) Вдоль всего пути частицы возникает…
6) В камере Вильсона фотографируют…
7) Толщина и длина трека частицы зависит от …
8) При движении заряженной частицы в магнитном поле с треком происходит…
9) Радиус кривизны трека зависит…
10) В данной работе известна заряженная частица…
11) У этой частицы … номер трека.
12) Частица двигается по окружности под действием силы …
13) Для идентификации неизвестной частицы используют формулу…
14) Источником данных эксперимента является …
15) Метод, используемый в работе, называется…
Проведите самопроверку: найдите правильные ответы в тексте информационного
материала
15
3.2. ПОДГОТОВКА К ПРОВЕДЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
Алгоритм выполнения лабораторной работы
I. Подготовка рабочего места перед выполнения лабораторной работы
1. Убрать лишние предметы со стола.
2. Получить разрешение преподавателя на проведение исследования
3. Разместить на столе оборудование так, чтобы они не смогли упасть.
4. Проверить наличие оборудования, сравнить с перечнем, приведенным в руководстве по
практической работе.
5. В случае расхождения в списке, обратиться за помощью к преподавателю.
II. Выполнение лабораторной работы
1. Произведите необходимые исследования фотографий, замеры, построения на кальке,
расчеты, согласно указаниям в руководстве по практической работе.
2. Запишите в тетрадь на специально отведенных местах все экспериментально полученные
результаты и произведенные вычисления.
3. Проанализируйте и интерпретируйте полученные результаты.
4. Сформулируйте вывод по работе, запишите его в тетрадь.
5. Произведите самопроверку результатов своей работы.
6. Обменяйтесь тетрадями в паре и осуществите взаимопроверку работы.
7. Сдайте тетрадь для практических работ преподавателю.
III. Завершение лабораторной работы.
1. Приведите рабочее место в тот порядок, в каком оно находилось до начала работы
2. Сдайте рабочее место преподавателю
16
3.3. ВЫПОЛНЕНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
Руководство для проведения практической работы
Уважаемые студенты!
Вам предстоит, работая в парах, проанализировать фотографии треков заряженных
частиц, движущихся в магнитном поле и участвующих в ядерных реакциях.
1. Запишите тему практической работы.
2. Сформулируйте цель практической работы.
3. Запишите перечень оборудования.
4. Подготовьте таблицу для записи результатов измерений и вычислений.
RI,
RII
RII
RI
g
m
e
mP
5. По очереди используйте фотографии и инструменты измерения и после
применения
возвращайте их в исходное положение.
6. Используя фотографии треков 2-х заряженных частиц в камере Вильсона,
обратите
внимание на то, что трек I принадлежит протону, трек II -частице, которую надо
идентифицировать. При этом линии индукции магнитного поля перпендикулярны
плоскости фотографии, а начальные скорости обеих частиц одинаковы и перпендикулярны
краю фотографии.
7. Наложите на фотографию листок прозрачной бумаги и осторожно
переведите на кальку треки частиц с фотографии.
8. Измерьте радиус кривизны RI трека протона на начальном участке.
9. Радиус кривизны трека частицы определяют следующим образом:
. Порядок построения радиуса RI.

Отметьте точку в начале трека протона.

Следующей точкой отметьте конец первой хорды.

Поставьте точку для конца второй хорды и постройте серединные перпендикуляры к
Рис.2.
ним.

Поставьте точку на пересечении перпендикуляров – это и есть центр окружности.

Измерьте радиус при помощи линейки.

Результаты измерения RI занесите в таблицу.
Порядок построения радиуса RII.
17

Отметьте точку в начале трека протона.

Следующей точкой отметьте конец первой хорды.

Поставьте точку для конца второй хорды и серединные перпендикуляры к ним.

Поставьте точку на пересечении перпендикуляров - центр окружности.

Измерьте радиус при помощи линейки.

Результаты измерения RII занесите в таблицу.
10. Сравните удельные заряды неизвестной частицы и протона.
11. Идентифицируйте заряженную частицу по формуле:
g
m  RII 
e
RI
mP
12. Сделайте выводы.
13. Ответьте письменно на дополнительные вопросы:

Почему участки траектории частиц представляют собой дуги окружности (рис.1)?

Каков знак заряда неизвестной частицы?
14. Приступите к самопроверке оформления записей о проделанной работе. Вам необходимо в
тетради для практических работ написать следующее:
- название практической работы
- цель практической работы
- используемое оборудование
- таблицу с расчетными данными
- математические вычисления
- выводы о проделанной работе
- ответы на дополнительные вопросы
- рисунки треков с построениями на кальке вложите в тетрадь для отчета
15. Проведите взаимопроверку оформленных записей по практической работе.
16. Сдайте тетради для контроля преподавателю.
18
ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЙ
ЭТАП: ЗАКРЕПЛЕНИЕ И
ИТОГИ ЗАНЯТИЯ
19
ЗАКРЕПЛЕНИЕ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ
Задания в тестовой форме
Инструкция: завершите предложение
1) Трек в камере Вильсона состоит из …
А. …пузырьков пара.
Б. …капелек жидкости.
В… частичек твердого тела.
2) По радиусу трека можно определить …
А. …удельный заряд частицы.
Б. …энергию и массу частицы.
В … только знак заряда
3) Регистрирующий прибор является ...
А …микроскопической системой.
Б …макроскопической системой.
В… мегасистемой.
Инструкция: выберите один правильный ответ
4) При наблюдении треков двух заряженных частиц в камере Вильсона, оказалось, что длина
трека первой частицы больше, чем второй. Какое из нижеприведенных соотношений между
энергиями этих частиц справедливо?
А. E1 > E2
Б. E1 < E2
В. E1 = E2
5) Как двигалась частица трек которой в камере Вильсона изображен на рисунке:
А. Сверху вниз.
Б. Снизу вверх.
В. Справа налево.
Г. Слева направо.
6) Какой знак имеет частица трек которой в камере Вильсона изображен на
рисунке:
А. Положительный.
Б. Отрицательный.
В. Нет заряда.
Инструкция: установите соответствие
7) Установите соответствие между видами радиоактивного излучения и их природой.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и
запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ВИД ИЗЛУЧЕНИЯ
ПРИРОДА ЛУЧЕЙ
А. Альфа-лучи
1) Жесткое электромагнитное излучение (=10-2 нм)
Б. Бета-лучи
2) Тепловое излучение
В. Гамма-лучи
3) Поток нейтронов
4) Поток полностью ионизированных атомов гелия
5) Поток электронов
А
Б
В
20
8) Установите соответствие между методами наблюдения, регистрации радиоактивных
излучений и происходящими в них процессами.
МЕТОД
А.Метод толстослойных
фотоэмульсий.
Б. Пузырьковая камера.
В. Счетчик Гейгера- Мюллера.
ПРОЦЕСС
1) Ионизация молекул газа быстрыми
заряженными частицами.
2) Ионизация молекул газа и газовый разряд.
3) Ионизация молекул фотоэмульсии.
4) Свечение (люминесценция).
5) Ионизация жидкости.
А
Б
В
9) Установите соответствие между термином и его определением
ТЕРМИН
А.Ион
Б.Элементарная заряженная частица
В.Удельный заряд
Г.Трек
А
Б
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
1) След, оставленный ионизирующей
частицей в веществе.
2) Наименьшая химически неделимая
часть химического элемента, являющаяся
носителем его свойств.
3) Физическая величина, равная
отношению заряда частицы к ее массе.
4) Простейшие структурные элементы
материи, которые нельзя считать
соединением других частиц.
5) Электрически заряженная частица,
образующаяся в результате потери
электронов атомами или молекулами.
В
Г
Инструкция: установите правильную последовательность
10) Установите правильную последовательность выполнение лабораторной работы на тему
занятия, указав соответствующую последовательность цифр.
ЭТАПЫ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ
1. Проведение необходимых исследований фотографий, замеров,
построений, расчетов
2. Формулировка вывода и запись его в тетрадь
3. Проведение самопроверки результатов своей работы
4. Анализ и интерпретация полученных результатов
5. Запись в тетрадь полученных результатов и произведенных вычислений
21
ЭТАЛОНЫ ОТВЕТОВ
22
ЭТАЛОНЫ ОТВЕТОВ
Предполагаемые ответы фронтальной беседы
1) Трек заряженной частицы – след, оставленный ионизирующей частицей в веществе.
Ион (др.-греч. ἰόν — идущее) — одноатомная или многоатомная электрически заряженная
частица, образующаяся в результате потери или присоединения одного или нескольких
электронов атомом или молекулой.
Элементарная частица первичные, далее неразложимые частицы, из которых, по
предположению, состоит вся материя.
Удельный заряд - физическая величина, равная отношению заряда частицы к ее массе.
Экспериментальное определение удельных зарядов частиц производится с помощью массспектрографов и основано на отклонении заряженных частиц в электрическом и магнитном
поле.
2) С какой целью используют дозиметры?
( Для определения индивидуальной дозы и содержания радиоактивных веществ в воздухе).
3)
Когда и где их используют?
(В быту, для радиационного контроля и других нужд ГО, для организации дополнительной
безопасности на работе и в жизни).
4) Какие частицы являются составляющими радиоактивного излучения?
(Альфа-частицы — ядро атома гелия, бета-частица - электрон, гамма-излучение).
5) Какие существуют методы регистрации этих частиц?
(Счетчик Гейгера, камера Вильсона, пузырьковая камера, метод толстослойных
фотоэмульсий, сцинтилляционный счетчик, искровая камера).
6) Интерпретация - (от лат. interpretatio - разъяснение, истолконвание.) Толкование,
объяснение, раскрытие смысла чего-нибудь.
3.1. Ответы на задания к информационному материалу
1. Камеру Вильсона используют для… изучения взаимодействия элементарных частиц,
для регистрации ядерных реакций и измерения физических величин, характеризующих
состояние частиц, в них участвующих.
2. Эта камера заполнена… перенасыщенными парами воды и этилового спирта.
3. Конденсация пара происходит при… пролете быстрых частиц.
4. Конденсация пара преимущественно происходит на ... отрицательных ионах, пары этилового спирта — на положительных ионах.
5. Вдоль всего пути частицы возникает… трек — тонкий след из капелек, благодаря чему
ее траектория движения становится видимой.
23
6. В камере Вильсона фотографируют… треки частиц при дополнительной подсветке
паров.
7. Толщина трека частицы зависит от … величины заряда частицы
8. При движении заряженной частицы в магнитном поле с треком происходит…
искривлёние.
9. Радиус кривизны трека зависит… от массы и скорости частицы.
10. В данной работе известна заряженная частица - протон.
11. У неё первый номер трека.
12. Частица двигается по окружности под действием силы … под действием силы
Лоренца
13. Для идентификации неизвестной частицы используют формулу…
g
m  RII 
e
RI
mP
14. Источником данных эксперимента является …фотографии треков заряженных частиц.
15. Метод, используемый в работе, называется… метод приближённого определения
радиусов кривизны треков.
3.3. Ответы на дополнительные вопросы к практической работе по теме
1.Почему участки траектории частиц представляют собой дуги окружности (рис.1)?
(Ответ: под действием силы Лоренца заряженные частицы двигаются по окружности.)
2.Каков знак заряда неизвестной частицы?
(Ответ: «+», так как это  -частица (ядро гелия) и направление движения совпадает
с движением протона).
4.1.
1
Б
2
А
3
Б
4
А
Эталоны ответов тестового задания
5
А
6
В
7
А-4
Б-5
В-1
8
А-5
Б-2
В-1
9
А -5
Б-4
В-3
Г -1
10
1→5 →4 →2 →3
24
ПРИЛОЖЕНИЯ
25
Приложение 1
Таблица постоянных величин
Константа
Обозначение
Значение
Элементарный заряд
е
1.6021892 • 10-19 Kл
Удельный заряд электрона
e
m
1,76 • 1011 Kл/кг
Масса покоя электрона
me
9, 1 09534 • 10-31 кг
Масса покоя протона
mp
1,6726485 • 10-27 кг
Масса покоя нейтрона
mn
1, 6749 • 10-27 кг
Обозначение химических элементов (ядер) в атомной и ядерной физике.
H 11p - протон;
1
1
4
2
1
0
n - нейтрон;
0
1
e - электрон;
He  
- частица;
Таблица приставок для образования кратных и дольных единиц
Наименование Обозначение
Отношение к
Отношение к
Наименование Обозначение
главной единице
главной единице
фемто
Ф
10-15
пета
П
1015
пико
п
10-12
тера
Т
1012
нано
н
10-9
гига
Г
109
микро
мк
10-6
мега
М
106
МИЛЛИ
м
10-3
кило
к
103
санти
с
10-2
гекто
г
102
деци
д
10-1
дека
да
101
Примеры использования таблицы:
1) 5,2 Мм = 5,2•106 м = 5,2•103 км = 5200 км
2) 1,8 нм = 1,8•10-9 м = 1,8•10-6 мм = 1,8•10-3 мкм
26
СЛАЙДЫ ПРЕЗЕНТАЦИИ
27
Слайд 1
Слайд 3
Слайд 5
Слайд 7
Слайд 2
Слайд 4
Слайд 6
Слайд 8
28
Слайд 9
Слайд 11
Слайд 13
Слайд 15
Слайд 10
Слайд 12
Слайд 14
Слайд 16
29