РАДИОАКТИВНОСТЬ (от лат

Урок 51 Радиоактивность как свидетельство сложного строения атомов
Цель урока: дать учащимся представление о радиоактивности
2.
Ход урока
1.
Анализ контрольной работы
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.