Plano e notas de Aula 12ª Classe - Introdução a Física Nuclear; Elementos Isótopos e Isóbaros

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Aula 1 – Aula introdutória
Escola Secundária de ………	
Disciplina: Física
Data: 22 de Abril de 2021
Classe: 12ª Classe
Nome do professor: Varela Rodrigues Varela
Sumario: Introdução a Física Nuclear; Elementos Isótopos e Isóbaros
Duração aula: 45 minutos
	Tempo
	Função 
Didática
	Conteúdos 
	Estratégia e Metodologia
	Métodos
	Obs.
	
	
	
	Actividades do Professor
	Actividades do Aluno
	
	
	 
8 minutos
	Orientação aos Objectivos apresentação dos objectivos-sumário; Segurança do nível inicial-SNI; Motivação 
	1. Ate ao fim da aula o aluno deve ser capaz de:
- Definir a Física Nuclear;
- Definir, caracterizar e representar um Nuclídeo;
- Definir e caracterizar e dar exemplos de elementos Isótopos e Isóbaros.
2. Breve historial do surgimento e descoberta da Física Nuclear.
	Define os Objectivos para os alunos; conta a historia da Física Nuclear como forma de despertar a atenção dos alunos. 
	Acompanham a intervenção do professor relativamente aos objetivos traçados na aula e ao historial da termodinâmica e faze alguns apanhados.
	Expositivo e Elaboração conjunta
	 
 
	22 minutos
	Trabalho na Matéria Nova (Mediação)
	Introdução a Física Nuclear:
- Componente histórica;
- Conceito de Física nuclear;
- Conceito de Nuclídeo;
- Caracterização e representação de um nuclídeo;
Elementos Isótopos e Isóbaros:
- Definição e caracterização de Isótopos;
- Definição e caracterização de Isóbaros;
	Faz a explicação dos conteúdos de forma interativa; dita os apontamentos.
	Prestam atenção a explicação do professo e interagem em função das questões do professor durante a explicação; passam os apontamentos.
	Expositivo e elaboração conjunta
	
	10 minutos
	Consolidação 
	Resumo dos conteúdos da aula (no entender do aluno.
	O professor orienta os alunos a fazerem o resumo dos apontamentos da aula e que expliquem por suas próprias palavras.
	Os alunos prestam atenção na orientação do professor e resolvem o problema ou a situação dada.
	Expositivo e Trabalho independente
	
	5 minutos
	Controle e Avaliação 
	TPC – pesquisem e tragam informações acerca das reações nucleares e vejam informações acerca das reações químicas. 
	Orienta que os alunos registem as atividades no caderno como forma a não se esquecerem.
	Prestam atenção as recomendações dadas pelo professor e fazem o registro do TPC no caderno.
	
	
Apontamentos da aula 1
Introdução a Física Nuclear
No capitulo anterior estudamos as interações que ocorrem ao nível da electrosfera dos núcleos atómicos das substancias (Física Atómica), neste capitulo iremos estudar as interações que ocorrem ao nível do núcleo atómico de partículas elementares, por essa razão damos a este capitulo o nome de Física Nuclear.
Exemplo de algumas partículas nucleares: O protão, o eletrão, o positrão o fotão, etc.
História da Física Nuclear 
O estudo da Física Nuclear iniciou-se a partir da descoberta da radioatividade feita pelo físico francês Antoine Henri Becquerel, em 1896. Mas foi após o século XX que a Física Nuclear passou por uma grande evolução, quando se construiu o primeiro reator nuclear.
A Física Nuclear parte do princípio de que se quebrássemos um objeto muitas vezes chegaria o momento em que não teríamos mais como quebrá-lo, tornando o átomo indivisível, de acordo com a lei de Lavoisier, e conforme as teorias de John Dalton.
É preciso considerar que a discussão sobre a física nuclear vem sendo construída até os dias hoje. E alem dos fatos que referenciamos, em linhas gerais a física nuclear é acompanhada pelos seguintes marcos históricos: 
· 1896 – Henri Becquerel, um físico francês, descobriu que sais de urânio são capazes de manchar placas fotossensíveis, descobrindo, assim, os “raios urânicos”.
· 1897 – Ernest Rutherford fez pesquisas sobre os “raios urânicos” de Becquerel e descobriu as radiações alfa e beta, classificando-as quanto às suas cargas elétricas e ao seu poder de penetração na matéria.
· 1898 – Marie Curie e seu esposo, Pierre Curie, descobriram que os “raios urânicos” também são emitidos por outros elementos (tório) e propuseram o termo “radioatividade”. Descobriram e batizaram dois novos elementos radioativos: polônio e rádio.
· 1903 – Ernest Rutherford propôs a medição da idade geológica da Terra por meio da deteção de elementos radioativos em seu interior. Além disso, sugeriu que a Terra é muito mais antiga do que se acreditava. Alguns anos depois, descobriu-se que a Terra tem cerca de 4,2 bilhões de anos. Na época, acreditava-se em algumas centenas de milhões de anos.
· 1906 – Ernest Rutherford descobriu que a radiação alfa é, na verdade, o núcleo de um átomo de hélio.
· 1909 – Os estudantes de graduação Eugene Mardsen e Hans Geiger realizaram o experimento da folha de ouro, no qual uma fina película aurífera é bombardeada por partículas alfa, que são refletidas, indicando a grande densidade do núcleo atômico.
· 1930 – Paul Dirac reuniu os campos da relatividade especial de Albert Eistein à teoria quântica e elaborou a equação de Dirac, prevendo, assim, a existência da antimatéria.
· 1931 – Físicos debateram possibilidades para a não conservação da energia durante os decaimentos beta. Nessa época, o físico italiano Enrico Fermi propôs que, nesse tipo de decaimento, ocorria a emissão de duas partículas neutras praticamente indetectáveis, as quais ele batizou de neutrinos.
· 1932 – Carl Anderson detectou a existência dos positrões, partículas com carga elétrica oposta e massa igual à dos elétrons.
· 1935 – O físico japonês Hideki Yukawa propôs que os protões e neutrões presentes no núcleo dos átomos são ligados por uma força nuclear forte, muito mais intensa que a própria repulsão elétrica.
· 1938 – Otto Hahn e Lise Meitner descobriram a fissão nuclear ao bombardearem núcleos de urânio com neutrões.
· 1942 – Enrico Fermi foi nomeado o principal cientista responsável pelo projeto Manhattan, intencionado em produzir a primeira reação nuclear artificial em cadeia.
· 1945 – Em 16 de julho, a primeira bomba nuclear foi detonada no Novo México. Três meses depois, duas bombas atômicas foram lançadas nas cidades de Hiroshima e Nagasaki, no Japão, deixando mais de 100 mil mortos.
Física Nuclear é uma parte da Física que se ocupa com o estudo das interações ao nível dos núcleos atómicos. 
Nuclídeo – Representa o núcleo de qualquer elemento, o nuclídeo é representado pelo numero atómico Z e de massa A.
Representação de um Nuclídeo: .
 Onde: elemento químico, ou partícula nuclear; número de massa e número atómico.
No geral, o numero de massa A é igual a soma entre o número atómico Z e o número de neutrão (n ou N), isto ilustra-se pela seguinte equação:
NB: O número atómico Z é igual ao número de protão P.
 Exemplo de alguns nuclídeos: nuclídeo de Uranio; nuclídeo de Potássio. 
Isótopos e Isóbaros
No contexto da Química, temos que os elementos químicos se distinguem pelo número atómico e de massa. Sendo assim, o mesmo elemento químico pode ter massas atómicas diferentes e diferentes elementos químicos podem ter mesma massa atómica, conforme iremos observar.
Isótopos - são elementos que tem o mesmo número atómico e diferentes números de massa.
Ex1.: O hidrogénio tem três isótopos, a destacar: (prótio), ou (deutério) e ou (trítio).
Ex2.: O uranio também tem três isótopos que são: , e .
Isóbaros – são elementos que possuem o mesmo número de massa e diferente número atómico.
Ex.: e potássio (K) e cálcio (Ca).
Referencias bibliográficas:
VILANCULOS, Anastácio; COSSA, Rogério, Física 12ª classe, texto editoras
JOAO, Estevão Manuel, Física 12 – pré-universitária, Longman editora
VILANCULOS, Anastácio, Física 12ª classe, texto editoras