litceysel.ru 1

Урок 51 Радиоактивность как свидетельство сложного строения атомов


Цель урока: дать учащимся представление о радиоактивности


Ход урока


  1. Анализ контрольной работы

  2. Изучение нового материала


Гипотеза о том, что все тела состоят из мельчайших частиц, было высказано древнегреческими философами Левкиппом и Демокритом свыше двух тысячелетий тому назад. Частицы эти были названы «атомами», что означает неделимые. Но с середины 9 века было подставлено под сомнение представление о неделимости атома. Экспериментальные работы показали, что в их строение входят электрически заряженные частицы.

Беккерель Антуан Анри французский физик ( за открытие радиоактивности урана был удостоен Нобелевской премии в 1903 году, обладатель всех знаков отличия Парижской академии наук, Член королевского общества).

Открытие естественной радиоактивности – явление, доказывающее сложный состав атомного ядра произошло благодаря счастливой случайности.

В 1896 году французский физик Антуан Беккерель обнаружил, что урановая соль, лежащая рядом с упакованной фотопластинкой, вызвала ее почернение. Исследование этого проникающего уранового излучения совместно с Пьером и Марией Кюри привело к открытию радиоактивности. Так началась атомная эра в истории человечества.

Беккерель обнаружил, что химический элемент уран самопроизвольно , т. е. без каких-либо внешних воздействий излучает ранее невидимые лучи. Начались интенсивные исследования. Обнаружилось, что излучение урановых солей ионизирует воздух и разрежает электроскоп. Эти лучи позже были названы радиоактивным излучением.

Эта способность атомов некоторых химических элементов к самопроизвольному излучению стали называть радиоактивностью.

РАДИОАКТИВНОСТЬ (от лат. radio — испускаю лучи и activus — действенный), самопроизвольное превращение неустойчивых атомных ядер в ядра др. элементов, сопровождающееся испусканием частиц или g-кванта. Известны 4 типа радиоактивности: альфа-распад, бета-распад, спонтанное деление атомных ядер, протонная радиоактивность (предсказаны, но еще не наблюдались двупротонная и двунейтронная радиоактивность). Для радиоактивности характерно экспоненциальное уменьшение среднего числа ядер во времени.


В 1899 году Эрнест Резерфорд опытным путем обнаружил, что радиоактивное излучение радия неоднородно и имеет сложный состав. В толстостенный свинцовый сосуд он помещал крупинку радия. Пучок радиоактивного излучения радия проходил сквозь узкое отверстие и попадал на фотопластинку. После проявления фотопластинки на ней обнаруживалось одно пятно. Затем опыт видоизменяли, теперь пучок излучения проходил через область магнитного поля, прежде чем попасть на фотопластинку.

В результате магнитное поле разделяло этот пучок на три, и на фотопластинке после проявления обнаруживалось три пятна – одно по центру, два – сбоку от него. Это говорит о том, что пучок излучения составляли положительно заряженные α альфа-частицы, отрицательно заряженные β бета-частицы и нейтральные γ гамма-частицы.

Эти три вида излучения очень сильно отличаются друг от друга по проникающей способности. Наименьшей проникающей способностью обладают α альфа-лучи. Слой бумаги толщиной около 0,1 мм для них уже непрозрачен. Для β бета-лучей непрозрачной является алюминиевая пластинка при толщине несколько миллиметров, наибольшей проникающей способностью являются γ гамма-лучи, слой свинца толщиной в 1 см не является для них непреодолимой преградой.

По своим свойствам γ гаммы-лучи напоминают рентгеновские. Это электромагнитные волны длиной от 10-8 до 10-11см.

Проще было экспериментировать с β бета-лучами, так как они сильно отклонялись как в магнитном, так и в электрическом поле. При исследовании было установлено, что они представляют собой электроны, движущиеся со скоростями очень близкими к скорости света.


Труднее оказалось выявить природу α альфа-частиц. Окончательно эту загадку решил Резерфорд. Альфа-частицы оказались ядрами атома гелия, т.е. это полностью ионизированный атом химического элемента гелия.

Что же происходит с веществом при радиоактивном излучении? Во-первых, удивительное постоянство, с которым радиоактивные элементы испускают излучения. На протяжении суток, месяцев, лет интенсивность излучения заметно не изменяется. На него не оказывает влияние нагревание или увеличение давления, химические реакции в которые вступал радиоактивный элемент, так же не влияли на интенсивность излучения.


Во-вторых, радиоактивность сопровождается выделением энергии, и она выделяется непрерывно на протяжении ряда лет. Откуда же берется эта энергия? При радиоактивности вещество испытывает какие–то изменения. Было сделано предположение, что превращения претерпевают сами атомы.

В дальнейшем было обнаружено, что в результате атомного превращения образуется новое вещество, совершенно нового вида, полностью отличное по своим физическим и химическим свойствам о первоначального. Это новое вещество само так же неустойчиво и испытывает превращения с испусканием характерного радиоактивного излучения.

Итак, явление радиоактивности свидетельствует о том, что атомы веществ имеют сложный состав.


III. Закрепление изученного


  1. В чем заключалось открытие сделанное Беккерелем в 1896 году?

  2. Как стали называть способность атомов некоторых химических элементов к самопроизвольному излучению?

  3. Как были названы частицы, входящие в состав радиоактивного излучения?

  4. О чем свидетельствует явление радиоактивности?


IV. Домашнее задание

1. § 55, ответить на вопросы.


ЭЛЕКТРОН (е, е-), стабильная отрицательно заряженная элементарная частица со спином 1/2, массой ок. 9·10-28 г и магнитным моментом, равным магнетону Бора; относится к лептонам и участвует в электромагнитном, слабом и гравитационном взаимодействиях. Электрон — один из основных структурных элементов вещества; электронные оболочки атомов определяют оптические, электрические, магнитные и химические свойства атомов и молекул, а также большинство свойств твердых тел.

АЛЬФА-РАСПАД (a-распад), вид радиоактивного распада атомных ядер, когда испускается альфа-частица, заряд ядра уменьшается на 2 единицы, массовое число — на 4. Известно св. 3000 a-активных ядер, большинство которых получено искусственно.

АЛЬФА-ЧАСТИЦА (a-частица), ядро атома гелия, содержащее 2 протона и 2 нейтрона.