Спицына Любовь Ивановна

Модельный эксперимент как форма выполнения практической (лабораторной) работы в условиях дистанта

Материал опубликован 9 May 2021

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Лабораторные работы являются обязательной частью школьного курса физики. Но в условиях дистанционного обучения или в режиме неожиданно возникших длительных праздничных дней можно предложить школьникам провести модельный эксперимент по теме, изученной теоретически.В данном случае предлагаю учащимся выполнить модельный эксперимент, по результатам которого оформить отчет, сдать его для проверки учителю.

Так как задание предназначалось для выполнения, его текст был размещен в образовательном блоге учителя по адресу:

https://uroki-v-licee.blogspot.com/2021/05/blog-post.html

Физика, 9 класс Домашняя лабораторная Дистанционная лабораторная работа

Предисловие

Радиоактивный распад ядер – физический процесс, имеющий статистическую основу. Нельзя точно предсказать, когда именно с этим ядром произойдет распад, можно лишь указать на вероятность его распада за некоторый временной промежуток. К тому же, распад радиоактивного ядра никак не зависит от наличия рядом других ядер, и он может произойти в любой момент времени. Распад ядра происходит спонтанно и подчиняется законам статистики. При этом наблюдение за значительным числом распадов радиоактивных частиц позволит увидеть и фиксировать количественные закономерности данного процесса. [1]

Учащимся: Внимание!

- Прочитайте предложенный алгоритм выполнения модельного эксперимента.

- Определите, какую зависимость по результатам эксперимента вы представите графически.

- Если вам интересна оценка периода полураспада, не забудьте фиксировать промежутки времени (бросков и подсчета числа монет) при проведении эксперимента.

Модельный эксперимент по теме

«Оценка периода полураспада радиоактивного вещества» Лабораторная работа (№ 8)
Цель работы: по результатам модельного эксперимента оценить период полураспада радиоактивного вещества. Осуществить проверку работы статистического закона радиоактивного распада.
Оборудование: монеты одного номинала (не менее 10 штук), небольшая емкость, горизонтальная поверхность.
Повторим теорию: Период полураспада как время, за которое распадается половина исходного числа радиоактивных ядер, можно обозначить Т, тогда за этот промежуток времени вероятность распада каждого из радиоактивных ядер составляет 50 %. [2] Моделируя процесс радиоактивного распада ядер, можно провести простой эксперимент с монетами одного номинала. При подбрасывании монеты на небольшую высоту вероятность ее падения на одну из сторон, которые называются «орёл» или «решка», составляет один к двум - 50 %.

На фото – двенадцать 10-копеечных монет в прозрачной пластиковой емкости.

Можно принять условие: если при падении монеты выпадает «решка» - ядро не распалось, если «орёл» - условное ядро радиоактивного элемента распалось. При этом время броска и падения монет можно принять равным тому промежутку времени, который определяется как период полураспада.

Ход работы
1. Для модельного эксперимента приготовьте N0 монет одного номинала, например, 1, 2, 5, или 10 рублей. Количество монет – не менее десяти (число монет должно быть четным: 10, 12, 16).

Подготовьте таблицу для записи результатов, наименования ячеек таблицы подберите сами.

№ п/п	Исходное число частиц, N0

…

* Статистическая закономерность предусматривает большие количества «участников» распада. Исходя из этого условия, для записи в таблицу умножьте количество реально используемых монет на предлагаемые коэффициенты:

Монет 10: 10×12 = 120 (для записи в таблицу) Число бросаний: 4

Монет 12: 12×12 = 144 (для записи в таблицу) Число бросаний: 5

Монет 16: 16×16 = 256 (для записи в таблицу) Число бросаний: 7

1.1. Поместите монеты в небольшую коробочку или в сомкнутые ладони, встряхните их, чтобы перемешать. 1.2. Переверните емкость (раскройте ладони), чтобы монеты упали на подготовленную горизонтальную поверхность стола. 1.3. Сосчитайте количество монет, для которых выпал «орёл». Это и есть число условно распавшихся ядер Nр. Тогда количество нераспавшихся Nн ядер - число монет, что упали «решкой», можно рассчитать по формуле: Nн = N0 – Nр.

* Не забудьте внести полученные значения в соответствующие ячейки таблицы!

. 2. Ядра, которые не распались (монеты, что упали «решкой»), вновь соберите, встряхните и обеспечьте их выпадение на рабочую поверхность.

3. Повторяйте действие 2: отбирайте для следующего броска – «распада» те монеты, которые на данном этапе эксперимента на поверхность стола упали «решкой».

4. Повторяйте эксперимент до тех пор, пока все ядра не распадутся, т.е. на поверхности стола не окажется монет, упавших «решкой».

5. На основании полученных результатов постройте график зависимости количества нераспавшихся ядер от числа бросаний.

! Вы можете предложить свою, авторскую, зависимость по результатам эксперимента.

6. Сделайте выводы по результатам эксперимента.

Источники информации

1. Статья «Основы закона радиоактивного распада» https://studopedia.su/5_62313

2. Перышкин А.В. Физика 9 класс Учебник для общеобразовательных учреждений, М. Дрофа, 2018, с. 329