Информационные источники (основные учебники по предмету)

Группа № 31 ФИЗИКА

Урок № 8

Тема: Открытие радиоактивности. Альфа-, бета- и гамма-излучения

Цели: формирование представления о явлении радиоактивности, о физической природе и свойствах α-, β-, γ-излучений; углубление знаний о структуре атома.

Задачи:

- познакомиться с историей открытия явления радиоактивности и физической природой этого явления, усвоить правило смещения и научиться применять его с помощью периодической системы химических элементов;

- расширить представления о физической картине мира.

ПЛАН

1. Изучение нового материала

2. Решение задач

Проработать теоретический материал

Просмотреть видео:

https://yandex.fr/video/preview/?text=урок%20открытие%20радиоактивности%20альфа%20бета%20гамма%20излучения&path=wizard&parent-reqid=1634280489876135-2565817640786307323-man1-5795-man-l7-balancer-8080-BAL-4432&wiz_type=vital&filmId=8164921070635217986

Теоретический материал

История радиоактивности началась с того, что в 1896 году Анри Беккерель занимался люминесценцией и исследованием рентгеновских лучей. Беккерелю пришла в голову мысль: не сопровождается ли всякая люминесценция рентгеновскими лучами? Для проверки своей догадки он случайно взял одну из солей урана, фосфоресцирующего желто-зеленым светом. Осветив её солнечным светом, он завернул соль в чёрную бумагу и положил в темном шкафу на фотопластинку, тоже завернутую в чёрную бумагу.

Через некоторое время, проявив пластинку, Беккерель действительно увидел изображение куска соли. Но люминесцентное излучение не могло пройти через черную бумагу, и только рентгеновские лучи могли засветить пластинку. Беккерель повторил опыт несколько раз и с одинаковым успехом.

В конце февраля 1896 г. на заседании Французской Академии наук он сделал сообщение о рентгеновском излучении фосфоресцирующих веществ. Через некоторое время в лаборатории Беккереля была случайно проявлена не облученная Солнцем пластинка, на которой лежала урановая соль. Она не фосфоресцировала, но отпечаток на пластинке получился!

Тогда Беккерель стал испытывать разные соли урана (в том числе годами лежащие в темноте). Пластинка неизменно засвечивается. Поместив между солью и пластинкой металлический крестик, Беккерель получил слабые контуры крестика на пластинке. Тогда стало ясно, что открыты новые лучи, не являющиеся рентгеновскими. Беккерель установил, что интенсивность излучения определяется только количеством урана в препарате и совершенно не зависит от того, в какие соединения он входит. То есть это свойство присуще химическому элементу — урану.

Своим открытием Беккерель делится с учёными, с которыми он сотрудничал.

В 1898 г. Мария Кюри и Пьер Кюри обнаружили радиоактивность тория, позднее ими были открыты радиоактивные элементы полоний и радий

Открытие радия и полония.

В 1898 году другие французские ученые Мария Склодовская-Кюри и Пьер Кюри выделили из уранового минерала два новых вещества, радиоактивных в гораздо большей степени, чем уран и торий. Так были открыты два неизвестных ранее радиоактивных элемента - полоний и радий, Это был изнурительный труд, в течение долгих четырех лет супруги почти не выходили из своего сырого и холодного сарая. Полоний (Po-84) был назван в честь родины Марии – Польши. Радий (Ra-88)– лучистый, термин радиоактивность предложен был Марией Склодовской. Радиоактивными являются все элементы с порядковыми номерами более 83, т.е. расположенными в таблице Менделеева после висмута. За 10 лет совместной работы они сделали очень многое для изучения явления радиоактивности. Препарат радия исследователи получили в 1902 году в количестве 0,1 гр. Для этого им потребовалось 45 месяцев напряженного туда и более 10000 химических операций освобождения и кристаллизации.

В 1903г Беккерель удостоен Нобелевской премии за открытие естественной радиоактивности урана. (1903, совместно с П. Кюри и М. Склодовской-Кюри).

Просмотр видеоролика: «Мария Склодовская-Кюри»

https://www.youtube.com/watch?time_continue=3&v=TFWIRX0_X6E

Радиоактивность – это способность некоторых атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра, испуская при этом различные частицы.

Физическая природа радиоактивности.
Каков состав, природа и свойства радиоактивных излучений?
В 1899 году под руководством английского ученого Э. Резерфорда, был проведен опыт, позволивший обнаружить сложный состав радиоактивного излучения.

Радиоактивный препарат помешался на дно узкого канала в куске свинца. Против канала помещалась фотопластинка. На выходившее из канала излучение действовало сильное магнитное поле, перпендикулярное пучку. Вся установка размещалась в вакууме.
В отсутствие магнитного поле на фотопластинке после проявления обнаруживалось одно темное пятно, точно против канала, а в магнитном поле пучок распадался на 3 пучка. Две составляющие первичного потока отклонялись в противоположные стороны. Это определенно указывало на наличие у этих составляющих электрических зарядов противоположных знаков; отрицательная составляющая излучения отклонялась в магнитным полем гораздо больше, чем положительная. Третья составляющая не отклонялась магнитным полем. Положительно заряженная компонента получило название альфа-лучей, отрицательно заряженная – бета-лучи и нейтральная – гамма-лучи.

Эти три вида излучения очень сильно отличаются друг от друга по проникающей способности, т.е. по тому, насколько интенсивно они поглощаются различными веществами.

γ-излучение электромагнитные волны 10^-10-10^-13м. В воздухе оно может проходить большие расстояния, постепенно теряя энергию в результате столкновений с атомами среды. Интенсивное гамма-излучение, если от него не защититься, может повредить не только кожу, но и внутренние ткани. Плотные и тяжелые материалы, такие как железо и свинец, являются отличными барьерами на пути гамма-излучения.

Β – лучи - поток электронов, движущихся со скоростями близкими к скорости света.

α – лучи - ядра атома гелия

Было установлено, что проникающая способность оказалась самая малая у α- -лучей (лист бумаги или несколько сантиметров слоя воздуха),
а β-лучи проходят сквозь алюминиевую пластину толщиной в несколько миллиметров. Очень велика проникающая способность у γ — лучей (например, алюминий — толщина пластины десятки сантиметров).

1. При α-распаде ядро теряет положительный заряд 2e и его масса убывает на 4 а.е.м. В результате α-распада элемент смещается на две клетки к началу периодической системы Менделеева:

2. При β-распаде из ядра вылетает электрон, что увеличивает заряд ядра на 1е, масса же остается почти неизменной. В результате β-распада элемент смещается на одну клетку к концу периодической таблицы Менделеева.

- Кроме альфа- и бета-распадов радиоактивность сопровождается гамма-излучением. При этом из ядра вылетает фотон.

3. γ-излучение – не сопровождается изменением заряда; масса же ядра меняется ничтожно мало.

Итак, радиоактивность свидетельствует о сложном строении атомов.

Решение задач

Задача 1: Изотоп тория ²³⁰₉₀Th испускает α-частицу. Какой элемент при этом образуется?
Решение:²³⁰₉₀Th α → ²²⁶₉₈Ra + ⁴₂He
Задача 2: Изотоп тория ²³⁰₉₀Th испускает β-радиоактивен. Какой элемент при этом образуется?
Решение:²³⁰₉₀Th β → ²³⁰₉₁Рa + ⁰_-1e

Задача 3: Протактиний ²³¹₉₁Рa α –радиоактивен. С помощью правил «сдвига» и таблицы элементов Менделеева определите, какой элемент получается с помощью этого распада.
Решение: ²³¹₉₁Рa α → ²²⁷₈₉Ас + ⁴₂Не

Задача 4: В какой элемент превращения уран ²³⁹₉₂U после двух β – распадов и одного α – распада?
Решение:²³⁹₉₂U β → ²³⁹₉₃Np β → ²³⁹₉₄Pu α → ²³⁵₉₂U

Задача 5: Написать цепочку ядерных превращений неона: β, β, β, α, α, β, α, α
Решение:²⁰₁₀Ne β → ²⁰₁₁Na β → ²⁰₁₂Mg β → ²⁰₁₃Al α → ¹⁶₁₁Na α → ¹²₉F β → ¹²₁₀Ne α →⁸₈O α → ⁴₆C

Домашнее задание: учить § 82, 83, заполняют таблицу:

Излучение	Заряд	Свойства излучений	Природа
α
β
γ

Ответить на вопрос:

Какова физическая природа и свойства радиоактивных излучений?

Информационные источники (основные учебники по предмету)

1. Мякишев Г. Я., Буховцев Б.Б., Чаругин В.М. Физика. 11 класс. Учебник для общеобразовательных организаций: базовый уровень. М.: Просвещение, 2016. С. 432.

Ресурсы сети Интернет

https://uchitel.pro/радиоактивность-излучения/

Ответ отправить на адрес электронной почты:

petricholga@mail.ru

Урок № 9

Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 30; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!