Головна ⇒ 📌Плани-конспекти уроків по фізиці ⇒ Радіоактивність

Радіоактивність

2-й семестр

АТОМНА І ЯДЕРНА ФІЗИКА

УРОК 8/85

Тема. Радіоактивність

Мета уроку: ознайомити учнів з відкриттям явища природної радіоактивності й властивостями радіоактивного випромінювання.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

ПЛАН УРОКУ

Контроль знань	4 хв.	1. Енергія зв’язку. 2. Дефект мас. 3. Ланцюгова ядерна реакція. 4. Ядерний реактор.
Демонстрації	5 хв.	Відео-фрагменти фільму “Відкриття природної радіоактивності”.
Вивчення нового матеріалу	24 хв.	1. Відкриття радіоактивності. 2. Види радіоактивного випромінювання. 3. Радіоактивність як свідчення складної будови атомів. 4. Радіоактивний розпад.
Закріплення вивченого матеріалу	12 хв.	1. Якісні питання. 2. Навчаємося розв’язувати задачі.

ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Відкриття радіоактивності

Перші реальні свідчення того, що можна перетворювати один елемент в інший, з’явилися у фізиків під час дослідження радіоактивності. Наприкінці XIX ст. з’явилися факти,

які свідчили, що атом має складну будову. Особливо це стало очевидно після того, як французький учений Анрі Беккерель 1896 р. виявив, що солі урану є джерелом невідомого в той час випромінювання. 1898 р. учені П’єр Кюрі й Марія Кюрі-Склодовська відкрили два нових хімічних елементи (радій і полоній), у яких випромінювання, аналогічне випромінюванню урану, було значно більше сильним.

O Радіоактивність – здатність атомів деяких хімічних елементів до мимовільного випромінювання.

Хімічні елементи, що володіють радіоактивністю, називаються радіоактивними елементами.

2. Види радіоактивного випромінювання

1899 р. Резерфорд, вивчаючи іонізуючу здатність радіоактивного випромінювання, виявив, що воно неоднорідне й складається із двох частин, які він назвав альфа – і бета-променями.

Йому вдалося довести, що -промені є потоком ядер атомів Гелію. Того ж року А. Беккерель довів, що?-промені є потоком електронів.

1900 р. французький фізик П. Віллард установив, що до складу радіоактивного випромінювання входить і третя складова, яку він назвав у – променями. Вивчення?-променів показало, що вони являють собою електромагнітні хвилі, довжина яких менше, ніж у рентгенівських променів. Таким чином, було встановлено, що радіоактивне випромінювання складається з -, ? – і?-променів.

1903 р. Е. Резерфорд і його співробітник Ф. Содді вказали на те, що явище радіоактивності супроводжується перетворенням одного хімічного елемента в іншій, наприклад радію в радон.

3. Радіоактивність як свідчення складної будови атомів

Явище радіоактивності завжди супроводжується виділенням енергії. Виявилося, що 1 г радію виділяє 600 Дж енергії, яку відносить -, ? – і?-випромінювання.

Експериментальні дослідження показали, що на явище радіоактивності не чинять впливу такі зовнішні дії, які могли б вплинути на електронну оболонку атома (нагрівання, електричні й магнітні поля, хімічні сполуки, агрегатний стан і т. ін.). Отже, радіоактивність обумовлена лише структурою атома. З’ясувалося, що радіоактивність – це властивість деяких атомних ядер мимовільно перетворюватися в інші ядра з випусканням частинок.

Таким чином, мимовільне випромінювання речовиною -, ? – і?-частинок, поряд з іншими експериментальними фактами, послужило підставою для припущення, що атоми речовини є складними за структурою.

4. Радіоактивний розпад

Чим же пояснюється радіоактивність? Яке походження радіоактивних променів? І нарешті, що ж відбувається з речовиною під час радіоактивного розпаду? У 1902-1903 рр. Ернест Резерфорд і його співпрацівник, англійський хімік Фредерик Содді припустили, що радіоактивність пов’язана з перетвореннями атомів радіоактивної речовини в інші атоми. Розрахунки показували, що радіоактивні речовини безупинно протягом тисячоріч випромінюють невеликі кількості енергії, практично не змінюючись. Так, 1903 р. П’єр Кюрі визначив, що 1 г радію виділяє за 1 год близько 582 Дж енергії.

Звідки ж береться енергія, на виділення якої не мають жодного впливу всі відомі впливи? Очевидно, за радіоактивності речовина зазнає якихось глибоких змін, цілком відмінних від звичайних хімічних перетворень. Було зроблене припущення, що перетворень зазнають самі атоми.

Після того як 1911 р. Резерфордом була запропонована ядерна модель атома, стало очевидним, що власне ядро зазнає зміни під час радіоактивних перетворень.

Таким чином, було виявлено, що в результаті атомного перетворення утворюється цілком нова речовина, що повністю відрізняється за своїми фізичними і хімічними властивостях від первісної речовини. Ця нова речовина, однак, сама також нестійка й зазнає перетворень з випусканням характерного радіоактивного випромінювання.

Радіоактивність являє собою мимовільне перетворення одних атомних ядер в інші, що супроводжується випусканням різних частинок.

ПИТАННЯ ДО УЧНІВ У ХОДІ ВИКЛАДУ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Перший рівень

1. Перелічите факти і явища, що підтверджують складну будову атома.

2. Як стали називати здатність атомів деяких хімічних елементів до мимовільного випромінювання?

3. Яке із трьох , ? і?-випромінювань не відхиляють магнітне й електричне поля?

4. Про що свідчить явище радіоактивності?

Другий рівень

1. Яка частина атома – ядро чи електронна оболонка – зазнає зміни під час радіоактивного розпаду? Чому ви так вважаєте?

2. Чому встановити природу -променів виявилося набагато складніше, ніж?-променів?

ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ

1). Якісні питання

1. Вузький пучок?-випромінювання в однорідному магнітному полі помітно розширюється. Про що це свідчить?

2. Чи належить радіоактивність до рідкісного явища? Наведіть факти, що підтверджують вашу відповідь.

2). Навчаємося розв’язувати задачі

1. Визначте за рисунком напрямок індукції магнітного поля й напрямку сил Лоренца, які діють на -, і?-частинки. Перевірте, чи виконується правило лівої руки.