Тема 4. Современные концепции физики

Цель: Ознакомить с современными концепциями ядерной физики.

Основная проблема: рассмотрение явлений радиоактивности, ядерных термоядерных реакций как источников энергии.

Ведущая идея: ядерные реакции – основной источник энергии для человечества.

Тема 4. Современные концепции физики

Квантовая теория света. Строение атома. Теория атома Д. Томсона и Э. Резерфорда. Теория атома Н. Бора. Радиоактивность. Цепная ядерная реакция. Термоядерный синтез. Теория относительности.

Практическая работа № 4. Тема 4. Современные концепции физики

Вопросы для обсуждения:

1. Радиоактивность

Открытие явления радиоактивности. Условия возникновения явления радиоактивности. Искусственная радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Период полураспада. Активность.

2. Деление атомного ядра

Открытие реакции деления атомного ядра. Условия протекания реакции деления атомного ядра. Энергетический выход реакции деления атомного ядра. Капельная модель реакции деления атомного ядра.

3. Цепная ядерная реакция

Цепная ядерная реакция. Критическая масса. Коэффициент размножения нейтронов. Применение цепной ядерной реакции.

4. Термоядерный синтез

Термоядерная реакция синтеза. Условия термоядерной реакции. Энергетический выход термоядерной реакции. Перспективы использования термоядерной реакции.

Вопросы для самостоятельного изучения:

1. Какие условия возникновения явления естественной радиоактивности?

2. Как объясняют явление естественной радиоактивности?

3. Чему равен коэффициент размножения нейтронов при стационарном протекания цепной реакции деления урана в ядерном реакторе?

4. Какие вещества могут быть использованы как ядерная взрывчатка?

5. Как объяснить, что при реакции деления ядер урана выделяется ≈200МеВ энергии?

6. Почему даже в химически чистом, но необогащенном уране, не может происходить цепная реакция деления?

7. С чем связана необходимость замедления быстрых нейтронов в ядерных реакторах?

8. Какое явление подразумевают под понятием «термоядерная реакция»?

9. Почему реакции слияния легких ядер происходят только при очень высокой температуре реагирующего вещества?

10. Как объяснить, что при термоядерной реакции синтеза выделяется большое количество энергии?

Задание для индивидуальной работы

Подготовить конспект обсуждаемых вопросов на практическом занятии по методу пресс.

Темы рефератов:

1. Ядерная энергетика.

2. Использование реакций термоядерного синтеза человеком.

3. Использование явления радиоактивности в технике.

4. Использование явления радиоактивности в медицине.

Основная литература

1. Трофимова Т. И. Курс физики: учеб. пособие для вузов / Т.И. Трофимова — 15-е изд., стер. — М.: Издательский центр «Академия», 2011. — 560 с.

2. Детлаф А.А., Курс физики / Детлаф А.А., Яворский Б.М. - М.: Высшая школа, 2012. — 719 с.

Дополнительная литература

1. Суорц Кл.Э. Необыкновенная физика обыкновенных явлений: в 2–х т. / Кл.Э Суорц; Пер. с англ. Е.И. Бутиков, А.С. Кондратьев. − М.: Наука, 1987. – 400 с., 384 с.

2. Баранников А. А. Основные концепции современной физики: учеб. пособие для студ. / А.А. Баранников, А.В. Фирсов. — М. : Высшая школа, 2006. — 350 с.

3. Льоцци М. История физики / М. Льоцци. — М.: Мир, 1970. — 464 с.

4. Концепции современного естествознания. Конспект лекций : учебное пособие для студентов высших учебных заведений / сост. Воробьев Д. Н. – Чебоксары : Чуваш. гос. пед. ун-т, 2011. – 148 с.