Личные инструменты

2168
з математики

132
учня

168
для 11 класу

443
відкореговано


Вашій увазі

24638
уроків


Радіоактивність. Види радіоактивного випромінювання

Гіпермаркет Знань>>Фізика і астрономія>>Фізика 9 клас>>  Радіоактивність. Види радіоактивного випромінювання

РАДІОАКТИВНЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ
У XXI ст. навряд чи знайдеться людина, яка хоча б раз у житті не робила рентгенівський знімок. Наприкінці ж XIX ст. зображення кисті людини з видимою структурою кісток (рис. 32.1) обійшло шпальти газет усього світу й стало справжньою сенсацією для фізиків. Учені розпочали дослідження рентгенівських променів та пошук їхніх джерел. Одним із цих учених був французький фізик А. Беккерель (рис. 32.2).

Рентгеновський знимок кисті людини. фото

Рис. 32.1. Рентгеновський знимок кисті людини.

А. Беккерель. фото

Рис. 32.2. А. Беккерель.

Якими несподіваними висновками закінчилися його дослідження, ви дізнаєтесь із цього параграфа.

Дізнаємося про історію відкриття НШ радіоактивності
З відкриття рентгенівських променів почалася історія відкриття радіоактивності, й допоміг у цьому випадок.
Поштовхом до досліджень стало припущення вчених, що рентгенівські промені можуть виникати під час короткочасного світіння деяких речовин, опромінених перед тим сонячним світлом*. До таких речовин належать, наприклад, деякі солі Урану. Одною з них і скористався А. Беккерель, щоб перевірити зазначене припущення.
Учений узяв крупинки уранової солі, поклав їх на загорнуту в чорний папір фотопластинку** й на кілька годин виніс увесь пристрій на яскраве сонячне світло. Після проявлення на фотопластинці з'явилися темні плями саме в тих місцях, де лежала уранова сіль. Тобто з'ясувалося, що уранова сіль дійсно випускає випромінювання, яке проходить крізь чорний папір і діє на фотопластинку.
* Таке світіння називають флюоресценцією.
** Відмінність фотопластинки від фотоплівки полягає в тому, що в першому випадку чутливу до випромінювання речовину наносять на скло, а в другому — на пластик.
Беккерель вирішив продовжити свої дослідження й підготував дослід, який дещо відрізнявся від попереднього. Проте вченому завадила похмура погода, і він з жалем поклав готову до досліду фотопластинку з урановою сіллю та мідним хрестом між ним у шухляду стола. Через кілька днів, так і не дочекавшись появи сонця, учений вирішив на всяк випадок проявити фотопластинку. Результат виявився несподіваним: на пластинці з'явився контур хреста. Тож сонячне світло тут ні до чого і сіль Урану сама, без впливу зовнішніх факторів, випускає невидиме випромінювання!
Пізніше таке випромінювання назвуть радіоактивним випромінюванням; здатність деяких речовин до радіоактивного випромінювання — радіоактивністю; хімічні елементи, ядра яких мають таку здатність,— радіоактивними елементами або радіонуклідами.

Вивчаємо радіоактивні елементи
«Чи тільки Уран випускає "промені Беккереля"?» — саме з пошуку відповіді на це запитання почала свою роботу з вивчання радіоактивності М. Склодовська-Кюрі (рис. 32.3).

[[М. Склодовська-Кюрі.|F9323.jpg]]

Рис. 32.3. М. Склодовська-Кюрі.


Ретельно перевіривши на радіоактивність практично всі відомі на той час елементи, вона виявила, що радіоактивні властивості має також Торій. Крім того, М. Склодовська-Кюрі та її чоловік П. Кюрі (рис. 32.4) відкрили й нові радіоактивні елементи, зокрема Полоній і Радій. Зазначені елементи були виділені з природних мінералів, тому їх назвали природними радіоактивними елементами.
Згодом навчилися одержувати штучні радіоактивні ізотопи. Зараз майже для кожного елемента (навіть не радіоактивного) одержано кілька радіоактивних ізотопів.

П. Кюрі. фото




















Рис. 32.4. П. Кюрі.

Поділяємо радіоактивне випромінювання на складові
Під час проведення дослідів з вивчання природи радіоактивного випромінювання було з'ясовано, що воно не є однорідним. На рис. 32.5 зображено схему одного з таких дослідів. спочатку потрапляв у сильне магнітне поле постійного магніту (3), а потім на фотопластинку (4), розміщену напроти отвору.
На фотопластинці після проявлення було виявлено три темні плями. Це означає, що у магнітному полі радіоактивне випромінювання розділилося на три складові. їх було названо а (альфа)-випромінювання, р (бета) випромінювання та у (гамма)-випромінювання.

Схема досліду однорідного радіоактивного випромінювання. фото












Рис. 32.5. Схема досліду однорідного радіоактивного випромінювання.

З'ясовуємо природу а-випромінювання
Найбільший внесок у вивчання а-випромінювання зробив Е. Резерфорд (див. рис. 31.3). Учений одним із перших з'ясував, що а-випромінювання — це потік позитивно заряджених частинок (так званих а-частинок). Було також з'ясовано, що модуль заряду а-частинки вдвічі більший за модуль заряду електрона.

Щоб встановити природу а-частинок, Резерфорд використав спеціальний пристрій (рис. 32.6).

Пристрій Резерфорда. фото















Рис. 32.6. Пристрій Резерфорда.

Основний елемент пристрою — колба а, заповнена радоном — газом, який випромінює а-частинки. Колбу а було виготовлено з високоякісного і дуже тонкого скла (його товщина приблизно дорівнювала діаметру людської волосини). Скло з такими характеристиками, з одного боку, надавало можливість а-частинкам «протиснутись» у колбу Б, аз іншого — було надійною перешкодою для молекул газу радону. Зробивши аналіз речовини, яка з часом накопичилася у колбі в, Резерфорд з'ясував, що це гелій. Знаючи, що до колби в могли потрапити тільки а-частинки і що вони мають позитивний заряд, учений зробив висновок, що а-частинки — це позитивні йони Гелію.
Після того як була запропонована ядерна модель будови атома, стало зрозумілим, що а-частинки — це ядра атомів Гелію.

З'ясовуємо природу р-випромінювання
р-складова радіоактивного випромінювання, як і а-складова, відхиляється магнітним полем, але у протилежний бік. З цього можна зробити висновок, що р-випромінювання — теж потік заряджених частинок (так званих р-частинок), але таких, що мають негативний заряд. Для ідентифікації цих частинок були визначені їхні заряд і маса. Виявилося, що Р-випромінювання — це потік електронів, які летять із величезною швидкістю (наближеною до швидкості світла).
Важливо, що в результаті експериментів із р-променями було отримано дані для побудови квантової механіки, на якій ґрунтуються сучасні уявлення про структуру речовини.

Дізнаємося про зв'язок між світлом і у-випромінюванням
Вивчення у-випромінювання показало, що у-, рентгенівське, ультрафіолетове, інфрачервоне випромінювання й видиме світло — «близькі родичі»: усі ці види випромінювання — електромагнітні хвилі. До того ж виявилося, що ці види випромінювання можна розглядати як потік нейтральних частинок, які рухаються у просторі зі швидкістю світла. Однак енергія частинок кожного типу випромінювання відрізняється за значенням. Найменшу енергію мають частинки інфрачервоного випромінювання; енергія частинок видимого світла дещо більша. Частинки ультрафіолетового випромінювання мають досить велику енергію і можуть навіть почати руйнувати поверхню, на яку падають. Тому, наприклад, опромінювати шкіру ультрафіолетом можна тільки протягом невеликого часу.
Набагато більшу енергію, ніж частинки ультрафіолетового світла, мають частинки рентгенівського випромінювання. Відповідно більші його проникаюча та руйнівна властивості. Тому рентгенівські обстеження, які тривають усього кілька секунд, не рекомендують проводити частіше одного разу на рік.
у-випромінювання за рахунок великої енергії може вільно проникати не тільки крізь людське тіло, але й крізь метали. Цією обставиною скористалися конструктори, створивши пристрої для просвічування, наприклад, автомобілів (рис. 32.7).

Пристрій для просвічування автомобілів. фото

Рис. 32.7. Пристрій для просвічування автомобілів.

Такі пристрої використовують прикордонники та митники для виявлення наркотиків, вибухівки та ін.

Захищаємося від радіоактивного випромінювання
У більшості людей слово «радіація» асоціюється з небезпекою. І це, безумовно, правильно. Радіоактивне випромінювання не фіксується органами чуття людини, проте відомо, що воно може призвести до згубних наслідків. Від шкідливого впливу радіації можна захиститися, побудувавши на шляху випромінювання перешкоду.
Простіше за все захиститися від а- і р-випромінювань. Хоча а- і р-часггинки летять із величезною швидкістю, їх потік легко зупиняє навіть тонка перешкода. Як показали експерименти, достатньо тонкого аркуша паперу (0,1 мм), щоб зупинити а-частинки; р-випромінювання повністю поглинається алюмінієвою пластинкою завтовшки 1 мм.
Найбільш небезпечним є у-випромінювання. Як випливає з рис. 32.7, воно проникає крізь доволі товсті шари матеріалів. В окремих випадках для захисту від у-випромінювання необхідні бетонні стіни завтовшки кілька метрів.

Підбиваємо підсумки
Радіоактивне випромінювання було відкрито у 1896 р. французьким фізиком А. Беккерелем. Значний внесок у його вивчення зробили також Е. Резерфорд, М. Склодовська-Кюрі, П. Кюрі та ін.
Уран, Торій, Радій і низка інших елементів мають природну радіоактивність. Учені навчилися створювати й штучні радіоактивні ізотопи.
Розрізняють кілька видів радіоактивного випромінювання, серед яких а-, р- і у-випромінювання. а-випромінювання — це потік ядер Гелію, які виникають унаслідок розпаду ядер радіоактивного елемента й вилітають із них з величезною швидкістю; р-випромінювання — це потік електронів, що летять зі швидкістю, близькою до швидкості світла; у-випромінювання — це електромагнітні хвилі (і водночас потік нейтральних частинок), які поширюються зі швидкістю світла.
Для запобігання шкідливому впливу різних видів радіоактивного випромінювання на організми використовують захисні перешкоди різної товщини, виготовлені з різних матеріалів.
 

Фізика 9 клас. Ф.Я.Божинова, М.М.Кірюхін О.О.Кірюхіна



Зміст уроку
1236084776 kr.jpg конспект уроку і опорний каркас                      
1236084776 kr.jpg презентація уроку 
1236084776 kr.jpg акселеративні методи та інтерактивні технології
1236084776 kr.jpg закриті вправи (тільки для використання вчителями)
1236084776 kr.jpg оцінювання 

Практика
1236084776 kr.jpg задачі та вправи,самоперевірка 
1236084776 kr.jpg практикуми, лабораторні, кейси
1236084776 kr.jpg рівень складності задач: звичайний, високий, олімпійський
1236084776 kr.jpg домашнє завдання 

Ілюстрації
1236084776 kr.jpg ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, комікси, мультимедіа
1236084776 kr.jpg реферати
1236084776 kr.jpg фішки для допитливих
1236084776 kr.jpg шпаргалки
1236084776 kr.jpg гумор, притчі, приколи, приказки, кросворди, цитати

Доповнення
1236084776 kr.jpg зовнішнє незалежне тестування (ЗНТ)
1236084776 kr.jpg підручники основні і допоміжні 
1236084776 kr.jpg тематичні свята, девізи 
1236084776 kr.jpg статті 
1236084776 kr.jpg національні особливості
1236084776 kr.jpg словник термінів                          
1236084776 kr.jpg інше 

Тільки для вчителів
1236084776 kr.jpg ідеальні уроки 
1236084776 kr.jpg календарний план на рік 
1236084776 kr.jpg методичні рекомендації 
1236084776 kr.jpg програми
1236084776 kr.jpg обговорення



Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.