Впервые установил что радиоактивное излучение имеет сложный состав

Сложный состав Радиоактивного излучения

Открытие радиоактивности

Что же такое радиация? Как она возникает? Какие виды радиации существуют? И как от нее защититься?

Слово «радиация» происходит от латинского radius и обозначает луч. В принципе радиация – это все виды существующих в природе излучений – радиоволны, видимый свет, ультрафиолет и так далее. Но излучения бывают различными, некоторые из них полезны, некоторые вредны. Мы в обычной жизни привыкли словом радиация называть вредное излучение, возникающее вследствие радиоактивности некоторых видов вещества. Разберем, как на уроках физики объясняют явление радиоактивности

Открытие радиоактивности произошло благодаря счастливой случайности. Беккерель долгое время исследовал свечение веществ, предварительно облученных солнечным светом. Он завернул фотопластинку в плотную черную бумагу, положил сверху крупинки урановой соли и выставил на яркий солнечный свет. После проявления фотопластинка почернела на тех участках, где лежала соль. Беккерель думал, что излучение урана возникает под влиянием солнечных лучей. Но однажды, в феврале 1896г., провести ему очередной опыт не удалось из-за облачной погоды. Беккерель убрал пластинку в ящик стола, положив на нее сверху медный крест, покрытый солью урана. Проявив на всякий случай пластинку два дня спустя, он обнаружил на ней почернение в форме отчетливой тени креста. Это означало, что соли урана самопроизвольно, без каких либо внешних влияний создают какое-то излучение. Начались интенсивные исследования. Вскоре Беккерель установил важный факт: интенсивность излучения определяется только количеством урана в препарате, и не зависит от того в какие соединения он входит. Следовательно, излучение присуще не соединениям, а химическому элементу урану. Затем подобное качество было обнаружено и у тория.

Беккерель Антуан Анри французский физик. Окончил политехническую школу в Париже. Основные работы посвящены радиоактивности и оптике. В 1896г открыл явление радиоактивности. В 1901г обнаружил физиологическое действие радиоактивного излучения. В 1903г Беккерель удостоен Нобелевской премии за открытие естественной радиоактивности урана. (1903, совместно с П. Кюри и М. Склодовской-Кюри).

Открытие радия и полония.

Нобелевская премия по физике.

РАДИОАКТИВНОСТЬ – это способность некоторых атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра, испуская при этом различные частицы:всякий самопроизвольный радиоактивный распад экзотермичен, то есть происходит с выделением тепла.

Заключенное в свинцовый гроб тело Марии Склодовской-Кюри до сих пор излучает радиоактивность с интенсивностью 360 беккерель/М3 при норме около 13 бк/М3. Ее похоронили вместе с мужем…

Сложный состав Радиоактивного излучения

В 1899 году под руководством английского ученого Э. Резерфорда, был проведен опыт, позволивший обнаружить сложный состав радиоактивного излучения.

В результате опыта, проведенного под руководством английского физика,было обнаружено, что радиоактивное излучение радия неоднородно, т.е. оно имеет сложный состав.

Резерфорд Эрнст (1871-1937), английский физик, один из создателей учения о радиоактивности и строении атома, основатель научной школы, иностранный член-корреспондент РАН (1922) и почетный член АН СССР (1925). Директор Кавендишской лаборатории (с 1919). Открыл (1899) альфа- и бета-лучи и установил их природу. Создал (1903, совместно с Ф. Содди) теорию радиоактивности. Предложил (1911) планетарную модель атома. Осуществил (1919) первую искусственную ядерную реакцию. Предсказал (1921) существование нейтрона. Нобелевская премия (1908).

Классический опыт, позволивший обнаружить сложный состав радиоактивного излучения.

Препарат радия помещали в свинцовый контейнер с отверстием. Напротив отверстия помещали фотопластинку. На излучение действовало сильное магнитное поле.

Почти 90 % известных ядер нестабильны. Радиоактивные ядра могут испускать частицы трех видов: положительно заряженные (α-частицы – ядра гелия), отрицательно заряженные (β-частицы – электроны) и нейтральные (γ-частицы – кванты коротковолнового электромагнитного излучения). Магнитное поле позволяет разделить эти частицы.

α –лучи обладают наименьшей проникающей способностью. Слой бумаги толщиной 0.1мм для них уже непрозрачен.

. β-лучи полностью задерживает алюминиевая пластинка толщиной несколько мм.

γ-лучи при прохождении через слой свинца в 1см уменьшают интенсивность в 2 раза.

Гамма-излучение — это фотоны, т.е. электромагнитная волна, несущая энергию. В воздухе оно может проходить большие расстояния, постепенно теряя энергию в результате столкновений с атомами среды. Интенсивное гамма-излучение, если от него не защититься, может повредить не только кожу, но и внутренние ткани. Плотные и тяжелые материалы, такие как железо и свинец, являются отличными барьерами на пути гамма-излучения.

β-лучи-поток электронов, движущихся со скоростями близкими к скорости света.

Источник

Впервые установил что радиоактивное излучение имеет сложный состав

Учебник Физика 7 класс Кривченко И.В., размещённый в этой рубрике, включён в федеральный перечень учебников в соответствии с ФГОС. Учебник в цветном полиграфическом исполнении с твёрдым переплетом объёмом 150 страниц вышел из печати в июле 2015 г. в пятом издании. Учебник физики 7 класса рассчитан на 2 урока в неделю и содержит 6 тем курса физики, которые перечислены ниже.

Физика 7 класс, тема 01. Физические величины (7+2 ч)
Физика. Физическая величина. Измерение физических величин.
Цена делений шкалы прибора. Погрешность прямых и косвенных измерений.
Формулы и вычисления по ним. Единицы физических величин.
Метод построения графика. Физика 7 класс, тема 02. Масса и плотность (8+1 ч)
Явление тяготения и масса тела. Свойство инертности и масса тела.
Плотность вещества. Таблицы плотностей некоторых веществ.
Средняя плотность тел и их плавание.
Метод научного познания. Физика 7 класс, тема 03. Силы вокруг нас (13+2 ч)
Сила и динамометр. Виды сил.
Уравновешенные силы и равнодействующая.
Сила тяжести и вес тела. Сила упругости и сила трения.
Закон Архимеда. Вычисление силы Архимеда.
Простые механизмы. Правило равновесия рычага. Физика 7 класс, тема 04. Давление тел (10+0 ч)
Определение давления. Давление жидкости. Закон Паскаля. Давление газа.
Атмосферное давление. Барометр Торричелли. Барометр-анероид.
Вакуумметры. Манометры: жидкостные и деформационные.
Пневматические и гидравлические механизмы. Физика 7 класс, тема 05. Работа и энергия (9+1 ч)
Механическая работа. Коэффициент полезного действия. Мощность.
Энергия. Кинетическая и потенциальная энергия.
Механическая энергия. Внутренняя энергия.
Взаимные превращения энергии. Физика 7 класс, тема 06. Введение в термодинамику (15+2 ч)
Температура и термометры. Количество теплоты и калориметр.
Теплота плавления/кристаллизации и парообразования/конденсации.
Первый закон термодинамики. Двигатель внутреннего сгорания.
Теплота сгорания топлива и КПД тепловых двигателей.
Теплообмен. Второй закон термодинамики.

Учебник Физика 8 класс Кривченко И.В., размещённый в этой рубрике, включён в федеральный перечень учебников в соответствии с ФГОС. Учебник в цветном полиграфическом исполнении с твёрдым переплетом объёмом 150 стр. вышел из печати в июле 2015 г. в четвёртом издании. Учебник физики 8 класса рассчитан на 2 урока в неделю и содержит 5 тем курса физики, которые перечислены ниже.

Физика 8 класс, тема 07. Молекулярно-кинетическая теория (8+1 ч)
Из истории МКТ. Частицы вещества. Движение частиц вещества.
Взаимодействие частиц вещества. Систематизирующая роль МКТ.
Кристаллические тела. Аморфные тела. Жидкие тела. Газообразные тела.
Агрегатные превращения. Насыщенный пар. Влажность воздуха. Физика 8 класс, тема 08. Электронно-ионная теория (8+1 ч)
Строение атомов и ионов. Электризация тел и заряд.
Объяснение электризации. Закон сохранения электрического заряда.
Электрическое поле. Электрический конденсатор. Электрический ток.
Электропроводность жидкостей, газов и полупроводников. Физика 8 класс, тема 09. Постоянный электрический ток (13+2 ч)
Электрическая цепь. Сила тока. Электрическое напряжение. Работа тока.
Закон Ома для участка цепи. Сопротивление соединений проводников.
Закон Джоуля-Ленца. Электронагревательные приборы.
Полупроводниковые приборы. Переменный ток. Физика 8 класс, тема 10. Электромагнитные явления (8+1 ч)
Магнитное поле. Соленоид и электромагнит. Постоянные магниты.
Действие магнитного поля на ток. Электродвигатель на постоянном токе.
Электромагнитная индукция. Электротрансформатор. Передача электроэнергии.
Электродвигатель на переменном токе. Физика 8 класс, тема 11. Колебательные и волновые явления (9+2 ч)
Период, частота и амплитуда колебаний. Нитяной и пружинный маятники.
Механические волны. Свойства механических волн. Звук.
Электромагнитные колебания. Излучение и прием электромагнитных волн.
Свойства электромагнитных волн. Принципы радиосвязи и телевидения.

Учебник Физика 9 класс Кривченко И.В., размещённый в этой рубрике, включён в федеральный перечень учебников в соответствии с ФГОС. Учебник в цветном полиграфическом исполнении с твёрдым переплетом объёмом 150 стр. вышел из печати в июле 2015 г. в третьем издании. Учебник физики 9 класса рассчитан на 2 урока в неделю и содержит 4 темы курса физики, которые перечислены ниже.

Для перехода к параграфам кликайте нумерацию 01 02 03 04 05 и т.д. вверху страницы. Параграфы каждой темы курса физики снабжены интерактивными вопросами и заданиями.

Физика.ru • Клуб для учителей физики, учащихся 7-9 классов и их родителей

Источник

Радиоактивность

теория по физике 🧲 квантовая физика

Радиоактивность — некоторых атомных ядер превращаться в другие

Как была открыта радиоактивность

Радиоактивность была открыта в 1896 году французским физиком А. Беккерелем. Он изучал урановые соли, когда впервые столкнулся с необычным явлением. В феврале 1896 года Беккерель подготовил несколько кристаллов урановой соли и закрепил их на фотопластинки, завернутые в бумагу. Но затем он заметил, что погода слишком пасмурная, и решил провести опыт в другое время. По его мнению, для его проведения нужен был более яркий солнечный свет.

Фоточувствительные пластины ученый спрятал в темный ящик стола. Там они пролежали несколько суток. Когда погода прояснилась, Беккерель захотел проявить эти пластинки. Он рассчитывал увидеть на них слабые изображения. Но каким было его удивление, когда он увидел очень четкие изображения. Так ученый обнаружил, что соли урана могут излучать без всякого светового воздействия извне.

Продолжив изучение урановых солей, Беккерелю так и не удалось понять природу необычного излучения. Однажды ученый задал вопрос Пьеру Кюри, которому продемонстрирован опыт с урановой солью: «Ведь вы физик и химик одновременно. Проверьте, нет ли в этих излучающих телах примесей, которые могли бы играть особенную роль». Далее это явление стали изучать Пьер Кюри и его жена Мария Склодовская-Кюри. Спустя 2 года супругам удалось обнаружить еще два химических элемента, которые обладали похожими свойствами. Ими оказались полоний и радий.

Радий — элемент, который на Земле встречается очень редкою. Чтобы получить 1 грамм чистого радия, нужно переработать не менее 5 тонн урановой руды. Причем радиоактивность этого вещества в несколько миллионов раз выше радиоактивности урана. Лишь несколько лет спустя было установлено, что все химические элементы с порядковым номером более 83 являются радиоактивными. Изучая самопроизвольное излучение этих элементов, супруги Кюри дали ему название — радиоактивность.

Физическая природа радиоактивности и виды радиоактивных излучений

Изучением радиоактивного излучения также занимался английский физик Эрнест Резерфорд. Он первый поставил эксперимент, который позволил обнаружить сложный состав этого излучения. Ученый собрал установку, изображенную на рисунке ниже.

Резерфорд поместил препарат радия на дно узкого канала в куске свинца. Напротив открытого конца канала он расположил фоточувствительную пластинку. В результате излучение от радия исходила из канала и попадало на эту пластинку. Но ученый расположил магнит так, что излучающимся частицам приходилось проходить сквозь созданное им магнитное поле. Для чистоты эксперимента вся установка помещалась в сосуд с откачанным воздухом (в вакуум).

Если магнит убрать, то на фотопластинке обнаруживалось лишь одно темное пятно напротив канала. Но если вернуть магнит на место, то пучок распадается на 3 части. Причем одна часть первичного потока сохранила свое направление (пятно получилось напротив пластинки), а две другие его составляющие отклонялись в противоположные стороны.

Как это можно объяснить? Известно, что в магнитом поле меняют свое направление движения только заряженные частицы. Следовательно, опыт продемонстрировал наличие электрических зарядом у двух пучков (у одного из них заряд оказался нейтральным, так как направление изменено не было). Узнать знак этих пучков можно, применив правило левой руки. Так, один из них оказался положительно заряженным, а второй — отрицательно заряженным.

Дальнейшие исследования радиоактивного излучения позволили выяснить природу этих видов излучения. Их разделили на 3 вида и дали им следующие названия:

В чем же заключается физическая сущность явления радиоактивности? Чтобы ответить на вопрос, нужно провести исследование самого радиоактивного вещества.

Опыты по изучению радиоактивности, проводимые Резерфордом вместе с английским ученым Ф. Содди, дали понять, что во время радиоактивного излучения исходный химический элемент превращается в другое химический элемент. Такое превращение ученые назвали радиоактивным распадом.

Радиоактивный распад — превращение радиоактивного вещества в другой химический элемент, сопровождающееся радиоактивным излучением.

Радиоактивность — самопроизвольное превращение ядер одних химических элементов в ядра других химических элементов, сопровождаемое испусканием различных частиц или ядер.

Символически α-распад можно записать так:

Внимание! Фактически при β-распаде один нейтрон превращается в протон с испусканием электрона.

Для записи формулы используем формулу:

Зарядовое число уменьшится на 2: 92–2 = 90. Этому порядковому номеру соответствует вещество торий.

Массовое число уменьшится на 4: 238–4 = 234.

Закон радиоактивного распада

Радиоактивный распад отдельного ядра является совершенно случайным событием. Однако для каждого радиоактивного вещества существует характерный интервал времени, называемый периодом полураспада.

Период полураспада — промежуток времени, за который распадается ровно половина всех ядер.

К примеру, если в некоторый момент времени вещество состоит из N ядер, то через время T, равное периоду полураспада ядер, останется N/2 ядер. В таком случае, через время, равное 2T останется еще вдвое меньше ядер — N/2. И т.д.

Эту закономерность можно записать в виде формулы, которая получила название закона радиоактивного распада:

N — число ядер в момент времени t, N₀— исходное число ядер, T — период полураспада.

Пример №2. Период полураспада радия составляет 1600 лет. Через какое время число атомов уменьшится в 4 раза?

Для вычислений применим формулу:

По условию задачи период полураспада равен 1600. Следовательно:

t = 2 · 1600 = 3200 ( л е т )

Дан график зависимости числа нераспавшихся ядер висмута 203 ₈₃Bi от времени. Каков период полураспада этого изотопа?

Алгоритм решения

Решение

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Пациенту ввели внутривенно дозу раствора, содержащего изотоп ₁₁ 24 Na. Активность 1 см 3 этого раствора а₀ = 2000 распадов в секунду. Период полураспада изотопа ₁₁ 24 Na равен T = 15,3 ч. Через t = 3 ч 50 мин активность 1 см 3 крови пациента стала а = 0,28 распадов в секунду. Каков объём введённого раствора, если общий объём крови пациента V = 6 л? Переходом ядер изотопа ₁₁ 24 Na из крови в другие ткани организма пренебречь. Ответ записать в куб. см.

Источник

Радиоактивность и сложное строение атомов

В 1897 году англичанин Д. Томсон, изучая прохождение тока через разреженные газы и вакуум, установил, что во всех атомах есть отрицательно заряженные частицы – электроны. Это стало первым экспериментальным подтверждением сложного строения атомов.

Примерно в это же время, в 1896 году, французский учёный А.Беккерель обнаружил, что любые минералы, в состав которых входят соединения урана, испускают неизвестное излучение, которое впоследствии назвали радиоактивным. Излучение «засвечивало» фотопластинку, даже если она была завёрнута в светонепроницаемую бумагу. Сам по себе этот факт не являлся удивительным, поскольку за год до этого были открыты рентгеновские лучи, которые тоже «засвечивали» фотопластинку. Так чем же примечательно открытие Беккереля?

Выяснилось, что соединения урана и некоторых других химических элементов испускают излучение месяцами и годами без видимых источников энергии. Оно, как казалось на первый взгляд, не подчиняется закону сохранения энергии и потому привлекло внимание физиков.

В 1899 году британский физик Э.Резерфорд, исследуя радиоактивное излучение, обнаружил, что оно состоит из двух компонентов. Первый слабо отклоняется в сторону отрицательно заряженной пластины и легко поглощается даже листом бумаги, а второй сильно отклоняется к положительно заряженной пластине и проникает даже через металлическую фольгу. Эти компоненты Резерфорд назвал α-лучами и β-лучами (см. рисунок). Год спустя француз П.Виллард открыл также и γ-лучи, не отклоняющиеся в электрических и магнитных полях и обладающие значительно большей проникающей способностью, чем лучи первых двух видов.

Многочисленными опытами в первом десятилетии XX века было установлено, что α-лучи – это поток ионов гелия, β-лучи – поток электронов, γ-лучи – электромагнитные волны с длиной волны, меньшей, чем у рентгеновского излучения. Стало ясно, что радиоактивность – явление, протекающее не на уже хорошо изученном физиками и химиками «уровне» молекул и атомов, а внутри них. Для справки: наличие ядер в атомах было открыто только во втором десятилетии XX века. (см. § 15-в).

В конце XIX – начале XX века к исследованию радиоактивности присоединилось множество учёных. Было выяснено, что интенсивность излучения урансодержащих минералов не зависит от температуры, освещённости и агрегатного состояния веществ. Французские учёные П.Кюри и М.Кюри установили, что соединения тория тоже радиоактивны. Вскоре они открыли два новых радиоактивных элемента – полоний и радий. В результате «заполнились» две прежде пустовавшие клетки таблицы Менделеева (см. рисунок). В итоге учёные пришли к пониманию, что интенсивность радиоактивного излучения любого вещества зависит только от количества и типа радиоактивных атомов в нём.

В 1902 году Э.Резерфорд и его соотечественник Ф.Содди показали, что в ходе явления радиоактивности атомы урана могут распадаться на атомы гелия и тория. Это подтверждало, что атомы имеют сложный состав, позволяющий им превращаться друг в друга. Вероятно, именно превращения атомов высвобождают энергию, которую уносит радиоактивное излучение. Но каков этот «сложный состав» атомов? Вопрос оставался без ответа.

Протон и нейтрон, а также ядро атома ещё не были открыты, поэтому физики строили модели на основе имеющихся сведений. Наиболее известна модель, предложенная Д.Томсоном, вошедшая в историю под названием «пудинг с изюмом». Атом считали положительно заряженным по всему объёму шаром, внутри которого располагались электроны. Чтобы объяснить возникновение линейчатых спектров (см. § 14-й), электроны считали колеблющимися и испускавшими излучения с сответствующими частотами. Модель Томсона многое объясняла, но не подтвердилась опытами и была вытеснена ядерной моделью, а впоследствии – планетарной моделью строения атома (см. § 15-в).

Источник

Урок 43. Радиоактивность. Состав атомного ядра

Урок 43. Радиоактивность. Состав атомного ядра

Что такое радиоактивность. Какие частицы входят в состав радиоактивного излучения. Что такое протон-нейтронная модель атомного ядра Как определить зарядовое и массовое числа. Что такое изотопы.

Основное содержание урока

В 1896 г. Беккерель наблюдал самопроизвольное неизвестное излучение солями урана. Супруги Кюри пытались найти вещества, обладающие свойствами урана. Опыты проводились с помощью электроскопа. Известно, что если воздух подвергнуть действию излучения, то он становится проводником, и в этом случае заряженный электроскоп разряжается.

Радиоактивность – это способность ядер некоторых химических элементов самопроизвольно превращаться в ядра других элементов с испусканием излучения. Э. Резерфорд доказал, что радиоактивное излучение имеет сложный состав.

Состав радиоактивного излучения

Альфа-частица (б-частица) – положительно заряженная частица, лишённый обоих электронов атом гелия. Бета-частица (в-частицы) – отрицательно заряженные частица, электрон. Гамма-излучение (г-излучение) – излучение, не содержащее заряженных частиц, электромагнитное излучение с очень короткими длинами волн.

Заряд атомного ядра равен произведению порядкового номера элемента в периодической таблице Менделеева на элементарный заряд.

Зарядовое число – это количество протонов (электронов) в ядре атома, равное порядковому номеру химического элемента в периодической таблице

Согласно протонно-нейтронной модели ядра атома все ядра состоят из двух видов частиц – протонов и нейтронов.

Протоны и нейтроны называют нуклонами, а ядра атомов — нуклидами.

Общее число нуклонов в ядре называют массовым числом.

Массовое число принято выражать в атомных единицах массы.

Атомная единица массы равна 1/12 части массы атома углерода.

Число нейтронов: N = A – Z.
Ядро любого атома обозначается буквенным символом элемента. Вверху указывается значение его массового числа А, а внизу — зарядового числа Z.
Ядра, имеющие одинаковое число протонов и разное число нейтронов, называют изотопами.

Разбор типового тренировочного задания

Заряд ядра атома серебра равен:

1,6 · 10–19 Кл 7,5 · 10–18 Кл 3,4 · 10–20 Кл 2,9 · 10–16 мКл

Разбор типового контрольного задания

Впервые установил, что радиоактивное излучение имеет сложный состав:

Нильс Бор Антуан Джон Томсон

Источник

• как обшить вокруг входной двери →