Forløb

Atomer, radioaktivitet og datering

Dette miniforløb giver en forståelse af atomers struktur, stabile og ustabile isotoper og sammenhænge i det periodiske system. Gennem øvelser bliver eleverne fortrolige med nomenklaturen, så de kan aflæse atomnummer, neutronantal og ladning af standardnotationen.

Forløbet kan bruges på Fysik A, B, og C på HTX. Forløbet består af tre moduler a 90 minutter.

En basal forståelse af atomer er nødvendig for at forstå meget af den grundlæggende fysik og kemi, herunder termodynamik, absorption, radioaktivitet mm.

I forløbet vil eleverne selv opbygge virtuelle atomer ved at tilføre elektroner, protoner og neutroner. De kan se, hvilket grundstof de har bygget, og om den pågældende isotop er stabil, og hvilken ladning den har. De arbejder desuden med radioaktivt henfald og aldersbestemmelse på et basalt niveau. Efter forløbet vil eleverne have indsigt i atomer, isotoper, grundstoffer, kernediagrammet og det periodiske system.

 

Oversigt

Indhold

  1. Modul: Byg et atom

Byg et atom vha. protoner, neutroner og elektroner. Konstruér kernediagram og find stabile isotoper.

  1. Modul: Alpha-henfald

Radioaktivitet, alpha-henfald, halveringstider, kernediagram og energiovergange.

  1. Modul: Beta-henfald og datering

Radioaktivitet, beta-henfald, halveringstider, kernediagram, datering og 14C.

 

1. Planlægning/overvejelser

Forløbet består af tre moduler:

  1. Atomets opbygning – neutroner, protoner, elektroner, isotoper og kernediagram.
  2. Alpha-henfald – halveringstider, kernediagram og energiniveauer.
  3. Beta-henfald – halveringstider, 14C og datering.

Det anbefales at give en indledende introduktion til atomer og det periodiske system inden forløbet. Her kan evt. suppleres med en kort video fra MinutePhysics.

Hvad var det, der overbeviste Einstein om, at der findes atomer: Se film på Youtube her. 

Forløbet kan suppleres med en skriftlig aflevering for elever på A+B-niveau, hvor eleverne undersøger sammenhængen mellem neutroner og protoner i stabile grundstoffer. I den virtuelle øvelse er der kun 10 protoner og 10 neutroner til rådighed, og eleverne kan derfor kun arbejde med lettere grundstoffer i simuleringen. Det er dog fuldt tilstrækkeligt til at give den nødvendige forståelse af sammenhængene. Resten af atomerne og deres isotoper kan gennemgås ved at give adgang til et kernediagram:

Her kan de se, hvordan forholdet mellem neutroner og protoner er for de tungere grundstoffer. Eleverne kan også blive bedt om at forklare, hvorfor neutronrige radioaktive isotoper ikke henfalder på samme måde som protonrige radioaktive isotoper. De kan også finde de atomnumre, hvor der ikke findes stabile grundstoffer, og lave et diagram, der viser antallet af stabile isotoper som funktion af atomnummer.

 

2. Opbygning

Del 1: Atomets opbygning

Hent undervisningsmodulet fra PhET.