Радиоактивность. Виды радиоактивного излучения.

РАЗРАБОТКА УРОКА ПО ФИЗИКЕ В 11 КЛАССЕ по теме «Радиоактивность. Виды радиоактивных излучений»

Вспомним изученное ранее:

Что происходит с заряженной частицей, влетевшей в магнитное поле?

Со стороны магнитного поля на движущуюся заряженную частицу действует сила Лоренца

Как определить направление силы Лоренца?

Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки.

Вспомним изученное ранее:

Каково строение атомного ядра?

• ядра всех химических элементов состоят из нуклонов: протонов и нейтронов

Чему равно число протонов в ядре?

• число протонов в ядре равно порядковому номеру элемента в таблице Менделеева и называется зарядовым числом Z

Как условно обозначаются ядра химических элементов?

Z – зарядовое число, которое показывает число протонов в ядре (порядковый номер в таблице Менделеева)

А - массовое число, которое показывает : -  число нуклонов в ядре A = N + Z   , где N – число нейтронов в ядре

Открытие радиоактивности

Явление радиоактивности было открыто французским учёным А. Беккерелем в 1896 г.

Антуан Анри Беккерель

(1852-1908)

Открытие радиоактивности

В первых исследованиях радиоактивности самое активное участие приняли супруги Пьер Кюри и

Мария Склодовская-Кюри : они обнаружили излучение тория и актиния , а также открыли новые радиоактивные химические элементы полоний и радий.

Позже выяснилось, что все химические элементы с порядковым номером более 83, то есть расположенные в таблице Менделеева после свинца, являются радиоактивными. В природе существует только 272 стабильных атомных ядра. Естественная радиоактивность химических элементов не зависит от внешних условий.

Подготовьте в тетради таблицу и заполните её во время урока

Излучение

Заряд

α

Свойства излучения (ионизирующая и

β

проникающая способность, отклонение электрическими и магнитными полями)

Природа излучения

γ

Изучение радиоактивности

В 1899 году английский учёный Эрнест Резерфорд обнаружил, что в состав радиоактивного излучения входит два вида излучения, которые он назвал альфа-лучи и бета-лучи

В 1900 году французский учёный Поль Виллард открыл третий вид радиоактивного излучения - гамма-лучи.

Учёные обнаружили, что при действии магнитного поля на излучение радия одни лучи отклоняются, а другие нет.

Эксперимент, доказывающий, что радиоактивное излучение имеет сложный состав:

Пучок радиоактивного излучения радия выходит из узкого отверстия толстостенного свинцового сосуда с крупицей радия на дне. Проходя через магнитное поле, излучение фиксируется фотопластинкой. Было известно, что магнитное поле отклоняет только заряженные летящие частицы , причем положительные и отрицательные в разные стороны.

Опыт Резерфорда по исследованию радиоактивного излучения

Виды радиоактивного излучения

Радиоактивные излучения делятся на три вида:

• Альфа-излучение (α-излучение)
• Бета-излучение (β-излучение)
• Гамма-излучение (γ- излучение)

Проникающая способность радиоактивных излучений

Альфа-излучение

Альфа-излучение (α-излучение )– это поток положительно заряженных α-частиц (ядер гелия ), летящих со скоростью 14000-2000 км/с.

Свойства: альфа-излучение слабо отклоняется электрическими и магнитными полями, проявляет сильную ионизирующую способность, но малую проникающую способность. Радиационный риск при внешнем облучении такими альфа-частицами отсутствует. Однако проникновение альфа-активных радионуклидов внутрь тела, когда облучению подвергаются непосредственно ткани организма, весьма опасно для здоровья.

Бета-излучение

Бета-излучение (β-излучение) – это поток электронов, летящих со скоростью близкой к скорости света (0,999с).

Свойства: бета-излучение сильно отклоняется электрическими и магнитными полями, проявляет большую проникающую способность, а ионизирующая способность в 2 раза меньше, чем у альфа-излучения

Гамма-излучение

Гамма-излучение (γ-излучение) — электромагнитное излучение с длиной волны менее 10 -10 м, имеющее ярко выраженные корпускулярные свойства, то есть являющееся потоком γ-квантов.

Свойства: гамма-излучение не отклоняется электрическими и магнитными полями, ионизирующая способность относительно небольшая, проявляет очень большую проникающую способность: пробег в воздухе –несколько сот метров, в свинце – до 5 см, тело человека пронизывают насквозь.

Радиоактивные превращения

Английскими физиками Эрнестом Резерфордом и Фредериком Содди было доказано, что во всех радиоактивных процессах происходят взаимные превращения атомных ядер химических элементов.

Естественная радиоактивность – самопроизвольное превращение ядер некоторых химических элементов в ядра других химических элементов, которое сопровождается выбросом частиц и электромагнитным излучением.

Радиоактивные превращения ядер бывают различных типов: α-распад, β-распад.

Превращения подчиняются правилу смещения .

α-распад

При альфа-распаде ядро испускает одну α-частицу (ядро гелия-4), и из одного химического элемента образуется другой, расположенный на две клетки левее в периодической системе Менделеева:

β-распад

При бета-распаде испускается один электрон, и из одного химического элемента образуется другой, расположенный на клетку правее в периодической системе Менделеева:

Электроны возникают при β-распаде в результате превращения нейтрона в протон.

Излучение гамма-квантов

В процессе радиоактивного излучения ядра атомов могут излучать гамма-кванты. Излучение гамма-квантов не сопровождается распадом ядра атома. Гамма-излучение зачастую сопровождает явления альфа- или бета-распада. При альфа- и бета-распаде новое возникшее ядро первоначально находится в возбужденном состоянии и , когда оно переходит в нормальное состояние, то испускает гамма-кванты, то есть фотоны в оптическом или рентгеновском диапазоне волн. Фотоны не имеют массы покоя и заряда.

α-распад и β-распад

Упражнения

1. Запишите реакцию бета-распада ядра

2. Запишите реакцию альфа-распада ядра

15

С помощью правила смещения и таблицы элементов Менделеева решите задачи

Задача 1: Изотоп тория 230 90 Th испускает α-частицу. Какой элемент при этом образуется? Задача 2: Изотоп тория 230 90 Th испускает β-радиоактивен. Какой элемент при этом образуется?

Задача 3. Протактиний 2 31 91 Рa α- радиоактивен. Определите, какой элемент получается в результате этого распада. Задача 4. В какой элемент превращения уран 239 92 U после двух последовательных β-распадов и одного α-распада? Задача 5. Написать цепочку ядерных превращений неона 20 10 Ne :  β, β, β, α, α, β, α, α.

Домашнее задание

Параграфы №