Презентация к уроку физики 9 класса по теме: "Радиоактивность".

Тема урока:

Радиоактивность

© Автор: Хомченко О.В.,

учитель физики

МОУ Ишненская СОШ

Цели:

• Познакомиться с явлением радиоактивности, доказывающим сложный состав атома
• Рассмотреть ядерную (планетарную) модель строения атома

Гипотеза о «неделимых» частицах – атомах

(500 – 440 до н.э.)

(460 – 370 до н.э.)

Новое излучение

« Но если это не Х-лучи и не флуоресценция, то что же это такое?»

А. Беккерель

(1852 – 1908 г.г.)

Открытие радиоактивности

В 1896 году французский физик Анри Беккерель обнаружил самопроизвольное излучение солей урана.

(1852 – 1908 г.г.)

Радиоактивность – способность атомов

некоторых химических элементов

к самопроизвольному излучению.

Исследования радиоактивности атомов

В 1898 году супруги Кюри обнаружили излучение атомов тория и радия. Впоследствии установили, что все химические элементы с порядковым номером более 83 являются радиоактивными .

Пьер Кюри (1856 – 1906 г.г.)

Мария Склодовская-Кюри (1867 – 1934 г.г.)

Исследования радиоактивности атомов

В 1899 году в результате опытов Э. Резерфорд обнаружил, что радиоактивное излучение радия неоднородно, т.е. имеет сложный состав .

Э. Резерфорд (1871 – 1937 г.г.)

Опыт Резерфорда

Радиоактивное излучение представляет собой потоки частиц.

Три вида лучей (частиц):

• Альфа-частицы
• Бета-частицы
• Гамма-частицы

Состав радиоактивного излучения

Вид излучения

Заряд частиц

альфа-лучи

( α – частицы)

Частицы

+

бета-лучи

( β – частицы)

-

ядра атома гелия 2 4 Не

гамма-лучи

( γ – частицы)

электроны –1 0 е

0

фотоны или

γ - кванты

Значение открытия радиоактивности

Явление радиоактивности свидетельствует о сложном строении атомов.

Модели атомов

В 1903 году Дж. Томсон предложил одну из первых моделей строения атома – «пудинг с изюмом»

Дж. Дж. Томсон (1856 – 1940 г.г.)

Опыт Резерфорда

Регистрация частиц осуществляется

методом сцинтилляций (вспышек)

Опыт Резерфорда

Фотографии экрана

при отсутствии золотой фольги

при внесении золотой фольги

в поток альфа-частиц

Опыт Резерфорда

Схема взаимодействия альфа-частиц с ядром

Выводы из опыта

Внутри атома имеется сильное электрическое поле, созданное зарядом, сконцентрированным в очень малом объёме (в ядре). В ядре сконцентрирована почти вся масса атома.

Планетарную модель атома назвали ядерной .

Модели атомов

В 1911 году Э.Резерфорд предложил планетарную модель строения атома.

В центре атома находится положительно заряженное

ядро, состоящее из протонов и нейтронов . Вокруг ядра движутся электроны , образующие электронную оболочку атома. Атом электронейтрален.

Размеры атома и его ядра

Задание на закрепление

1. Строение атома обычно изображают с помощью планетарной модели, представленной на рисунке. Изображают положительно заряженное ядро в центре и движущиеся вокруг него электроны. Всё это напоминает движение космических тел по орбитам. Но на самом деле эта схема передаёт лишь общие черты строения атома.

Назовите два недостатка такой планетарной модели, которые делают её не соответствующей реальному строению атома.

Задание на закрепление

2. Представим, что мы смогли в определённый момент времени сфотографировать атом водорода, у которого есть только один электрон. Если мы сделаем несколько десятков таких снимков и наложим их друг на друга, то получим такую картинку (см. рисунок).

Выберите все правильные выводы, которые можно сделать на основании проведённого исследования.

• Электрон может находиться практически в любом месте в атоме.
• Мы можем увидеть электрон в его действительном состоянии на фотографии.
• Электрон чаще находится вблизи ядра атома, так как притягивается к нему.

• Можно выявить область, где вероятность нахождения электрона наибольшая.
• Электрон отрицательно заряжен.

Задание на закрепление

3. Британский физик Дэвид Надлингер смог запечатлеть на обычную фотокамеру ион элемента стронция. Для этого он поместил ион стронция в так называемую  квадрупольную ловушку  – приспособление, которое с помощью электрического поля способно удерживать ионы вещества на одном месте, не давая им покинуть ловушку. В это же время атом облучали несколькими лазерами, что стимулировало его испускать фотоны с большей частотой. В результате атом стал видимым для невооруженного глаза – это маленькая точка в центре.

Задание на закрепление

Выберите все правильные выводы, которые можно сделать на основании проведённого исследования.

• На этой фотографии мы видим свет, который отражает атом.
• Ион стронция по размеру гораздо больше, чем атом стронция, поэтому его запечатлела фотокамера.
• Ион стронция – заряженная частица.
• Свет, запечатлённый на фото, испускает сам атом.

Задание на закрепление

4. Часто мы слышим, что атомные часы всегда показывают точное время. Но из их названия сложно понять, почему атомные часы самые точные или как они устроены. В обычных механических часах колебательные движения совершают шестерёнки, и ведётся подсчёт их движений. В атомных часах ведётся подсчёт колебаний электронов внутри атомов. Если за 1 секунду маятник обычных часов совершает одно колебательное движение, то электроны в атомных часах на основе Цезия-133 при переходе с одного энергетического уровня на другой испускают электромагнитное излучение с частотой 9192631770 Гц. Получается, именно на такое количество промежутков делится одна секунда, если её рассчитывать в атомных часах.

Благодаря атомным часам человечество на практике смогло удостовериться, что на борту космической станции из-за её высокой скорости время действительно течёт медленнее, чем на Земле.

Укажите три преимущества атомных часов перед механическими.

Задание на закрепление

5. Атомные часы установлены на многих спутниках и космических аппаратах, они используются для телекоммуникационных нужд, для мобильной связи, по ним сравнивают точное время на всей планете. Без преувеличения, именно благодаря изобретению атомных часов человечество смогло войти в эпоху высоких технологий. Но физики не собираются останавливаться на достигнутом. Используя атомы различных химических элементов, они постоянно работают над повышением точности атомных часов. Из последних изобретений – атомные часы на стронции, которые в три раза точнее их цезиевого аналога. Чтобы отстать всего на секунду, им потребуется 15 млрд лет – время, превышающее возраст нашей Вселенной…

Задание на закрепление

Выберите все правильные утверждения:

• Атомные часы могут нанести вред человеческому организму за счёт вредного радиоактивного излучения.
• Уже достигнута максимальная точность показания атомных часов на основе цезия.
• Высокие технологии требуют точной синхронизации показателей.
• В качестве дискриминатора для атомных часов могут быть использованы любые атомы.
• Атомные часы необходимы только в случае, когда нужно иметь заданную точность в течение продолжительного времени – десятков и сотен лет, а для обычной жизни они не обязательны.

Домашнее задание

§ 52; вопросы;

Л-№ 1160 (устно).