Активність радіоактивної речовини. Застосування радіоактивних ізотопів
👩🏫Методичні акценти для вчителя • План проведення уроку на 45 хвНУШ▼
🎯 Очікувані результати навчання (НУШ):
Формування предметних компетентностей за темою «Активність радіоактивної речовини. Застосування радіоактивних ізотопів», розвиток критичного мислення, вміння аналізувати причинно-наслідкові зв'язки та застосовувати набуті знання на практиці.
💬 Провокативне питання для старту:
Використайте блок «Гачок (Hook)» нижче для 2-хвилинної розминки з класом перед поясненням нового матеріалу.
⏱️ Рекомендований таймінг 45-хвилинного уроку:
Тема: Розділ 5. Будова атома та атомного ядра • с. 246. Активність радіоактивної речовини. Застосування радіоактивних ізотопів. Д/з: опрацювати матеріал уроку та завдання «У зошит» на платформі EZZ-SCHOOL BOOKS.
⚡ Фронтальне бліц-опитування класу на початку уроку (2 хв):
- Що є ключовим поняттям теми «Активність радіоактивної речовини. Застосування радіоактивних ізотопів» і чому воно важливе?
- Де у повсякденному житті, науці чи IT ми стикаємося з цим явищем/алгоритмом?
- Яка найпоширеніша помилка виникає під час першого знайомства з матеріалом?
🏠 Диференційоване домашнє завдання:
- Базовий рівень (обов'язковий): опрацювати конспект і блок «У зошит».
- Достатній рівень: скласти власну шпаргалку та пройти MiniCheck.
- Високий / STEM: виконати симуляцію у лабораторії та скласти BossQuiz на 100 XP.
📊 Критерії формувального оцінювання:
Твоя місія на цей урок
Натискай на цілі у міру їх опанування:
- 1З'ясувати поняття періоду піврозпаду T₁/₂ для радіоактивних речовин.Опанувати ➔
- 2Застосовувати закон N(t) = N₀ · 2^(-t/T) для розрахунку залишкових ядер.Опанувати ➔
- 3Опанувати одиницю активності Беккерель (Бк) та зв'язок активності зі сталою розпаду λ.Опанувати ➔
- 4Дізнатися про практичне застосування ізотопів: метод мічених атомів, радіовуглецеве датування, РІТЕГи.Опанувати ➔
⏳ Як Карбон-14 визначає вік козацьких човнів та єгипетських пірамід?
Чи можна передбачити, коли саме розпадеться конкретне ядро радіонукліда? Ні, це принципово випадкова подія! Проте коли в деревині чи кістці є трильйони атомів, вони підкоряються залізному статистичному закону періоду піврозпаду. Як цей годинник працює в археології та на борту зондів «Вояджер»?
1. Період піврозпаду та закон радіоактивного розпаду
Розпад окремого радіоактивного ядра є абсолютно випадковим квантовим процесом: неможливо вгадати, коли саме розпадеться конкретне ядро. Проте для величезної кількості ядер діють суворі статистичні закономірності.
Період піврозпаду T_1/2 — це фізична величина, що дорівнює часу, протягом якого розпадається рівно половина наявної кількості радіоактивних ядер даного ізотопу.
Закон радіоактивного розпаду:
N(t) = N_0 · 2⁻t / T_¹/²
- N_0 — початкова кількість радіоактивних ядер при t = 0;
- N(t) — кількість ядер, що залишилися нерозпаленими на момент часу t;
- t — час розпаду;
- T_1/2 — період піврозпаду.
Діапазон періодів піврозпаду: від мільярдних часток секунди (полоній-212: T = 3 · 10⁻⁷ с) до мільярдів років (уран-238: T = 4,5 млрд років, торій-232: T = 14 млрд років).
2. Активність радіоактивної речовини та Беккерель
Активність джерела A — це фізична величина, яка дорівнює кількості розпадів, що відбуваються в препараті за одну секунду: A = λ · N = | (Δ N / Δ t) | де λ = (ln 2 / T_1/2) ≈ (0,693 / T_1/2) — стала радіоактивного розпаду.
Одиниця в СІ: Беккерель (Бк). 1 Бк дорівнює одному розпаду за секунду (1 Бк = 1 розпад/с). Позасистемна одиниця — Кюрі (Кі): 1 Кі = 3,7 · 10¹⁰ Бк (активність 1 грама чистого радію-226).
Застосування ізотопів у науці та техніці:
- Радіовуглецевий метод (¹⁴C, T = 5730 років): визначення віку археологічних пам'яток, кісток мамонтів, стародавніх пергаментів і козацьких човнів-чайок;
- Діагностика та ядерна медицина: ізотоп йоду-131 досліджує щитоподібну залозу; гамма-ніж на базі кобальту-60 (⁶⁰Co) знищує глибокі пухлини мозку;
- Пожежні датчики диму: альфа-випромінювання америцію-241 (²⁴¹Am) іонізує повітря в камері сповіщувача, фіксуючи появу диму.
Скільки відсотків початкової кількості ядер ізотопу залишиться через час, що дорівнює двом періодам піврозпаду (t = 2T)?
Шпаргалка до § 32: Активність радіоактивної речовини. Застосування радіоактивних ізотопів
Усе найважливіше для повторення перед уроком або самостійною роботою
⏱️ Період піврозпаду T
Час, за який розпадається рівно половина наявних радіоактивних ядер.
📉 Закон розпаду
N = N₀ · 2^(-t/T). Щосекунди розпадається постійна частка наявних ядер.
🔔 Активність A (Бк)
A = λN = 1 розпад/с. 1 Кюрі (Кі) = 3.7 · 10¹⁰ Бк.
🚀 РІТЕГи
Перетворення тепла радіоактивного розпаду на електрику для космічних зондів.
Самоперевірка (картки знань)
Натискай для перевороту (або Пробіл / ◀ ▶ на клавіатурі)
У зошит (за підручником)
Вправи з підручника «Фізика 9 клас (Бар'яхтар, Довгий та ін., Ранок 2026)», § 32, с. 246. Виконуй у робочий зошит або за комп'ютером за вказівкою вчителя:
Порівняння активності нуклідів
💡 Підказка від нас: Що коротший період піврозпаду, то вища стала розпаду λ і тим більша активність зразка при однаковій кількості ядер (найбільша активність у Радону-220).
Розрахунок кількості розпадів за секунду
💡 Підказка від нас: A = λ · N = 9.98 · 10⁻⁷ · 2 · 10²⁰ ≈ 2 · 10¹⁴ розпадів за секунду.
Радіовуглецевий вік
💡 Підказка від нас: t = 17 100 років = 3 · 5700 років = 3T. Кількість атомів зменшилася у 2³ = 8 разів.
Визначення періоду піврозпаду
💡 Підказка від нас: Розпалося 75% => залишилося 25% = 1/4 = (1/2)². Минуло 2 періоди за 1.2 с => T = 0.6 с.
Бос-тест до § 32: Активність радіоактивної речовини. Застосування радіоактивних ізотопів
Питання 1 з 4 • Завдай удару по босу теми