Урок по физике "Альфа- и бета-распады. Нейтрино"

Альфа- и бета-распады. Нейтрино.

Цель урока: познакомиться с видами радиоактивного излучения; изучить виды радиоактивности; типами радиоактивного распада.

Историческая справка.

• 1896 г . - французский физик А. Беккерель, изучая явления люминесценции солей урана, установил, что урановая соль испускает лучи неизвестного типа, которые проходят через бумагу, дерево, тонкие металлические пластины, ионизирует воздух.

• 1898 г. - Мария Склодовская – Кюри, исследуя урановые руды, обнаружила новые химические элементы: полоний, радий.
• 1898 г. - Э. Резерфорд выделил 2 вида лучей: альфа - лучи и бета – лучи.
• 1900 г . - П. Виллард открыл гамма – лучи.
• 1902 г. - Э. Резерфорд и Ф. Содди доказали, что в результате радиоактивного распада происходит превращение атомов одного химического элемента в атомы другого химического элемента, сопровождаемое испусканием различных частиц.

Виды радиоактивного излучения.

Альфа- лучи

Тяжелые положительно заряженные частицы (ядра атомов гелия).

Гамма- лучи

Нейтральное излучение ( масса покоя равна нулю).

Бета- лучи

Легкие отрицательно заряженные частицы (тождественны электронам).

Радиоактивность – свойство вещества, связанное с наличием особых излучений.

Радиоактивные вещества – это вещества, испускающие излучения.

Радиоактивность и радиация.

Радиоактивность - неустойчивость ядер некоторых атомов, проявляющаяся в их способности к самопроизвольным превращениям (распаду), сопровождающимся испусканием ионизирующего излучения или радиацией.

Радиация (ионизирующее излучение) - это частицы и гамма-кванты, энергия которых достаточно велика, чтобы при воздействии на вещество создавать ионы разных знаков.

Радиацию нельзя вызвать с помощью химических реакций.

Типы радиоактивного распада:

• Альфа - распад.
• Бета - распад.
• Гамма - излучение.

Альфа - распад.

Превращение атомных ядер, сопровождаемое испусканием альфа- частиц.

А Z X→ A-4 Z-2 Y+ 4 2 He+hν

Где

A-4 Z-2 Y - символ дочернего ядра,

4 2 He - ядро атома гелия,

hν - квант энергии, испускаемой ядром.

Бета - распад.

Превращение атомных ядер, сопровождаемое выбросом потока электронов, рождающихся в результате превращения нейтронов в протоны.

А Z X→ A Z+1 Y+ 0 -1 е+ 0 0 ν

Где

0 -1 е - испускаемые электроны

0 0 ν -испускаемая элементарная частица (антинейтрино).

Гамма - излучение.

Возникает при ядерных превращениях и представляет собой электромагнитное излучение; имеет высокую энергию.

Вероятность распада.

Характеризует относительное уменьшение числа ядер за 1 с (на что указывает знак минус)

λ= - Δ Ν / Ν Δ τ

Вероятность распада не зависит ни от числа ядер, ни от времени наблюдения. Поэтому ее называют постоянной распада.

Закон радиоактивного распада.

Установлен Ф. Содди.

Опытным путем доказан Резерфордом.

N=N 0 *2 t/T

Где

N - число радиоактивных атомов

Период полураспада.

Это время, за которое распадается половина первоначального количества ядер, или время, по прошествии которого остается нераспавшейся половина первоначального числа ядер:

t=T 1/2 , если Ν = Ν 0 /2

T 1/2 = 0,693/λ

Периоды полураспада.

Уран – 4,5 млрд. лет

Протактиний – 32

Радий – 1590 лет

Радон – 3825 сут

Радий С (изотоп полония) – 1,5 ·10 -4 с

Активность (А)

Величина, равная модулю отношения числа распавшихся атомов ко времени, за которое произошли эти распады

Единицей А служит беккерель (Бк): 1 Бк – это активность ядер в радиоактивном источнике, в котором за 1 с происходит один акт распада ядра

Внесистемными единицами А служат:

кюри: 1 Ки = 3,7 ·10 10 Бк;

милликюри: 1мКи = 3,7 ·10 7 Бк;

микрокюри: 1 мкКи = 3,7 · 10 4 Бк.

Нейтрино − фундаментальные частицы, лептоны, не имеющие заряда и обладающие крайне малой массой. Изучение этих частиц  является одним из важных направлений в физике, поскольку дает возможность обнаружить эффекты, находящиеся за пределами стандартной модели.

  Появление такого объекта, как нейтрино, в физике частиц, неразрывно связано с явлением бета-распада . Этот распад обладает известной особенностью − непрерывным спектром энергий электронов , что невозможно при двухчастичном распаде. Единственным способом устранить противоречие с законами сохранения было введение новой частицы , обладавшей малой массой и нейтрально заряженной .

Нейтрино впервые предложил Паули, и сразу указал, что регистрация подобной частицы окажется весьма трудной задачей.

Вольфганг Паули

25 апреля 1900 -   15 декабря 1958 гг

Домашняя работа.

Составить кроссворд в тетради ,используя основные определения, по предложенным темам:

«Состав ядра атома»; Ядерные силы, «Естественная радиоактивность. Закон радиоактивного распада»; «Альфа- и бета-распады. Нейтрино».

Не менее 10-ти по горизонтали и не менее 10-ти по вертикали.