№2. физика 9-А Радиоактивность

2.04.20. физика 9 класс

Тема: Явление радиоактивности. Виды радиоактивного излучения

Цель:

1. Формирование понятия радиоактивности.

2. Закрепление нового материала через решение задач.

1. Организационный момент

Здравствуйте, 9 – А. Продолжаем сидеть дома и изучать физику.

2. Актуализация

В тексте фрагментов есть ошибки. Будьте внимательны. Вначале, рекомендовала бы, прочитать учебник (параграф 24 ). Не знаю, станет ли вам проще? Но попробуйте.

https://www.youtube.com/watch?v=x_bU-Qa13LQФизика 9 класс (Урок№43 - Радиоактивность. Состав атомного ядра.)

https://www.youtube.com/watch?v=wUyEk_iF0BAРадиоактивность. Модели атомов | Физика 9 класс #52 | Инфоурок
https://www.youtube.com/watch?v=wUyEk_iF0BAРадиоактивные превращения атомных ядер | Физика 9 класс #53 | Инфоурок

https://www.youtube.com/watch?v=OlW22u3mPvMУрок 464. Открытие естественной радиоактивности. Альфа-, бета- и гамма-излучение

3. Изучение нового материала

Можно работать по конспекту, предложенному на РЭШ. На этом сайте смотрим видео в разделе ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

https://resh.edu.ru/subject/lesson/3889/conspect/151605/ Урок 26. Радиоактивность. Изотопы.

Радиоактивностью называют явление самопроизвольного излучения некоторых химических элементов, а вид этого излучения называют радиоактивным излучением. Первым радиоактивное излучение обнаружил Анри Беккерель, который, проводя эксперименты с солями урана, по почернению фотопластинки установил, что они самопроизвольно испускают невидимое излучение сильной проникающей способности. В дальнейшем было обнаружено, что не только уран, но и такие элементы, как радий и полоний, тоже испускают невидимое излучение.

Радиоактивность, которой обладают вещества, существующие в природе, называют естественной радиоактивностью. Она проявляется у всех элементов таблицы Д.И. Менделеева, порядковый номер которых больше 83. В дальнейшем было установлено, что и некоторые искусственно полученные вещества радиоактивны.

Р езерфорд, изучая радиоактивное излучение, обнаружил его сложный состав. Он поместил радиоактивный препарат в свинцовый сосуд с отверстием. Над сосудом расположил фотопластинку, на которую падало радиоактивное излучение, выходившее через отверстие и прошедшее через магнитное поле.

Когда фотопластинку проявили, то на ней обнаружили три тёмных пятна. Одно пятно располагалось точно напротив отверстия. Это значит, что магнитное поле на него не действовало и заряженных частиц в этом излучении нет. Его назвали гамма-излучением (γ-излучение). Гамма-излучение представляет собой электромагнитное излучение или поток фотонов.

Наличие двух боковых пятен по разную сторону от центрального означает, что существуют два излучения, состоящие из частиц, имеющих заряды противоположных знаков. Эксперимент показывает, что одно из них представляет собой поток положительно заряженных частиц. Их назвали α-частицами. Другое излучение состоит из отрицательно заряженных частиц. Их назвали β-частицами.

Изучение этих излучений позволило сделать вывод, что α-частицы — это ядра атома гелия. Их массовое число — 4, а зарядовое число (электрический заряд) +2, т.е. 

β-частицы представляют собой электроны. Их массовое число равно 0, а зарядовое число равно –1, т.е. 

Радиоактивный распад

Радиоактивные элементы, испуская излучение, превращаются в другие элементы. При этом, поскольку излучение приводит к появлению нового химического элемента, можно сделать вывод, что изменения происходят именно с ядром атома. Радиоактивное превращение ядер одних элементов в ядра других элементов называют радиоактивным распадом.

 Существует три вида радиоактивного распада: альфа–, бета– и гамма–излучения.

Альфа–распад. Превращение атомных ядер, сопровождаемое испусканием альфа–частиц (ядер гелия  ).

Если   – материнское ядро, то превращение этого ядра при альфа–распаде происходит по следующей схеме (правило смещения):   , где   – символ дочернего ядра;   – ядро атома гелия.

При альфа–распаде происходит смещение химического элемента на две клетки влево в таблице Менделеева.

Бета–распад. Радиоактивные ядра могут выбрасывать поток электронов, которые рождаются, согласно гипотезе Ферми, в результате превращения нейтронов в протоны. В соответствии с правилом смещения массовое число ядра не изменяется:   .

При бета–распаде химический элемент перемещается на одну клетку вправо в периодической системе Менделеева и, кроме электронов, испускается антинейтрино.

Гамма–излучение. Возникает при ядерных превращениях и представляет собой электромагнитное излучение. Имеет высокую энергию.

Э. Резерфорд установил, что воздух сильнее всего ионизуют альфа–лучи, в меньшей степени – бета–лучи и совсем плохо – гамма–лучи. Поэтому проникающая способность оказалась самая малая у альфа–лучей (лист бумаги, несколько сантиметров слоя воздуха), а бета–лучи проходят сквозь алюминиевую пластину толщиной в несколько миллиметров. Очень велика проникающая способность у гамма–лучей (например, для алюминия – пластины толщиной в десятки сантиметров).

ПРАВИЛА смещения:

1. Альфа - распад – испускание ядер гелия ⁴Не₂

Реакция такого распада приводит к смещению первоначального элемента по таблице Менделеева:

^АХ_Z → ^{А- 4} Y_Z-2 + ⁴Не₂

2. Бета - распад – испускание быстрых электронов

Реакция такого распада приводит к смещению первоначального элемента по таблице Менделеева:

^АХ_Z → ^А Y_Z+1 + ⁰е_-1, помните об антинейтрино.

3 . Гамма- распад или гамма – излучение - поток электромагнитных волн (фотонов большой энергии), обладает большой проникающей способностью.

Разбор тренировочных заданий

1. Выберите правильный ответ.

Какой порядковый номер в таблице Менделеева имеет элемент, который образуется в результате β^--распада ядра элемента с порядковым номером Z?

Варианты ответов:

1. Z + 2;

2. Z - 1;

3. Z + 1;

4. Z - 2.

Правильный вариант): 3) Z + 1;

Подсказка: вспомните правило смещения.

2.Решить задачу: «В результате серии радиоактивных распадов уран   превращается в свинец  . При этом он испытывает х альфа-распадов и у бета-распадов».

Решение:

х – количество альфа-распадов

238 = 206 + 4х

х = 8 – альфа-распадов.

92 + 8 · 2 – 82 = 6 – бета-распадов

Ответ: х=8 альфа-распадов, у=6 бета-распадов.

ПРОВЕРЯЕТСЯ Самостоятельная работа

«Радиоактивность» Часть А

1. Каков состав атома?

А) Положительно заряженный объём с электронами внутри него, суммарный заряд электронов по величине равен положительному заряду.

В) Положительно заряженная частица, содержащая протоны и нейтроны.

С) Система из электронов, число которых равно порядковому номеру элемента.

Д) Нейтральная система, содержащая только электроны.

Е) Нейтральная система из положительно заряженного ядра и электронов.

2. Основная идея модели атома Резерфорда состоит в том, что положительный заряд атома

А) отклоняется при встрече с альфа-частицей.

В) один и тот же для всех атомов.

С) равен отрицательному заряду.

Д) распределён равномерно по объёму.

Е) сконцентрирован в центре.

3. Почти весь объём вещества занимают:

А) электроны и протоны. В) протоны. С) пустота. Д) нейтроны. Е) электроны.

4. Сколько электронов содержится в электронной оболочке нейтрального атома, в атомном ядре которого содержится 7 протонов и 8 нейтронов?

5. Какое из утверждений неверно?

А) массы протонов и электронов одинаковы

В) в неионизированном атоме заряд протонов равен заряду электронов

С) положительный заряд атомных ядер обусловлен их протонами

Д) все протоны имеют одинаковый заряд

Е) заряд протона равен заряду электрона, но противоположен по знаку.

6. Атомы и молекулы в нормальном состоянии

А) электрически нейтральны В) заряжены отрицательно

С) могут быть заряжены либо отрицательно, либо положительно

Д) ионизированы Е) заряжены положительно

7. Какой знак имеет заряд атомного ядра?

А) У разных ядер различный. В) Во всех ядрах одинаковый. С) Заряд равен нулю.

Д) Отрицательный. Е) Положительный.

9.   Сколько электронов содержится в электронной оболочке нейтрального атома, в атомном ядре которого содержится 16 протонов и 15 нейтронов?

А. 0. Б. 1. В. 15. Г. 16. Д. 31.

10 . Сколько протонов Z и сколько нейтронов N в ядре изотопа кислорода ?

11. Сколько электронов содержится в электронной оболочке нейтрального атома, в атомном ядре которого содержится 12 протонов и 13 нейтронов?

12 . В атомном ядре содержится 25 протонов и 30 нейтронов. Каким положительным зарядом, выраженным в элементарных электрических зарядах +е, обладает это атомное ядро?

А) +5е; Б) +30е; В) +25е; Г) 0.

13. Из каких частиц состоят ядра атомов?

А) из протонов; Б) из нейтронов; В) из протонов, нейтронов и электронов;

Г) из протонов и нейтронов.

14. В состав радиоактивного излучения могут входить…

А. Только электроны. Б. Только нейтроны. В. Только альфа-частицы.

Г. Бета- частицы, альфа-частицы, гамма-кванты.

15. С помощью опытов Резерфорд установил, что…

А. Положительный заряд распределён равномерно по всему объёму атома.

Б. Положительный заряд сосредоточен в центре атома и занимает очень малый объём.

В. В состав атома входят электроны.

Г. Атом не имеет внутренней структуры.

16 В состав ядра входят следующие частицы:

А. Только протоны. Б. Протоны и электроны. В. Протоны и нейтроны

Г. Нейтроны и электроны.

17. Чему равен заряд ядра атома стронция ₃₈⁸⁸Sr?

18. В каком из приведённых ниже уравнений ядерных реакций нарушен закон сохранения массового числа?

А. ₄⁹Ве +₂⁴Не →₆¹²С +₀¹Н Б. ₇¹⁴N + ₂⁴Не → ₈¹⁷О + ₁¹Н В. ₇¹⁴N + ₁¹Н → ₅¹¹В + ₂⁴Не

Г. ₉₂²³⁹U → ₉₃²³⁹Np + _-1⁰е

19. Ядерные силы, действующие между нуклонами …

А. Во много раз превосходят гравитационные силы и действуют между заряжёнными частицами.

Б. Во много раз превосходят все виды сил и действуют на любых расстояниях.

В. Во много раз превосходят все другие виды сил, но действуют только на расстояниях, сравнимых с размерами ядра.

Г. Во много раз превосходят гравитационные силы и действуют между любыми частицами.

20. В ядре атома железа ₂₆⁵⁶Fe содержится:

А. 26 нейтронов и 56 протонов. Б. 56 нейтронов и 26 протонов. В. 26 протонов и 56 электронов.

Г. 26 протонов и 30 нейтронов.

21. При бетта- распаде атомных ядер…

А. Масса ядра остается практически неизменной, поэтому массовое число сохраняется, а заряд увеличивается .

Б. Массовое число увеличивается на 1, а заряд уменьшается на 1.

В. Массовое число сохраняется, а заряд уменьшается на 1.

Г. Массовое число уменьшается на 1, заряд сохраняется.

Часть В

1. Опишите состав атома фермия   ²⁵⁷₁₀₀Fm

2. Ядра каких атомов наиболее устойчивы?

3. В результате серии радиоактивных распадов радон ²²⁰₈₆ Rn превращается в таллий ²⁰⁸₈₁ Tl. Сколько  и  распадов он при этом испытывает ?

4.Определите строение ядер атомов углерода и серебра.

5. Напишите ядерные реакции:

²⁶₁₃ Al (n, ) Х, ²³⁹₉₄ Pu (, Х) р

6. При бомбардировке изотопа азота ¹⁵₇ N нейтронами из образовавшегося ядра выбрасывается протон. Напишите ядерную реакцию. Полученное ядро испытывает - распад. Напишите ядерную реакцию.

7. Напишите уравнения следующих ядерных реакций:

фосфор(³¹₁₅Р) захватывает нейтрон и испускает протон;

алюминий (²⁷₁₃Al) бомбардируется протонами и испускает α-частицу.

8. Закончите уравнение ядерных реакций:

¹⁸₈О + ₁¹p → ¹₀n + ?

¹¹₅B + ⁴₂He → ¹₀n + ?

¹⁴₇N + ⁴₂He → ¹⁷₈О + ?

¹²₆C + ¹₀n → ⁹₄Be + ?

²⁷₁₃Al + ⁴₂He → ³⁰₁₅Р + ?

²⁴₁₁Na → ²⁴₁₂Mg + ⁰_-1е ?+ ?

4. Домашняя работа

§ 24, стр.109, вопросы сделать письменно в тетради

Выполнить самостоятельную работу