Презентация по физике на тему "Радиоактивность как свидетельство сложного строения атома"

• 1 слайд

  Радиоактивность
  

• 2 слайд

  Радиоактивность - это способность нестабильных ядер превращаться в другие ядра, при этом процесс сопровождается испусканием различных частиц.
  
  
  
  Самопроизвольный распад нестабильных ядер называется естественной радиоактивностью.
  
  

• 3 слайд

  История открытия радиоактивности 
  Явление радиоактивности обнаружил французский физик Анри Антуан Беккерель, и произошло это совершенно случайно.
  В начале 1896 года всё научное сообщество было охвачено интересом к недавно открытым всепроникающим рентгеновским лучам. Антуан Анри Беккерель, исследуя рентгеновское излучение и явление флуоресценции, завернул кристаллы соли урана в чёрную светонепроницаемую бумагу и положил свёрток на фотопластинку. Через несколько дней, после проявления фотопластинки, он обнаружил на ней чёткое изображение кристаллов. Это означало, что соли урана самопроизвольно, без каких-либо внешних влияний, создают какое-то излучение. Это явление получило название самопроизвольной радиоактивности.
  
  

• 4 слайд

  Исследованием нового явления занялись французский физик Пьер Кюри и его жена Мария Склодовская-Кюри.
  Изучив большое количество разнообразных минералов, Мария Кюри обнаружила, что похожие лучи испускает не только уран, но и другие элементы. В 1898 году было обнаружено излучение тория. В дальнейшем из руд, содержащих уран и торий, был выделен новый неизвестный ранее химический элемент — полоний, который назвали в честь родины М. Склодовской-Кюри — Польши. Следующим химическим элементом, который открыли при изучений урановых руд, стал радий. Именно Мария Кюри предложила название «радиоактивность» (англ. слово radiation — излучение, лучеиспускание) для нового вида излучения.
  

• 5 слайд

  Опыт резерфорда
  Вслед за супругами Кюри изучением радиоактивности стал заниматься английский ученый Эрнест Резерфорд. И в 1899 году он провел эксперимент по изучению состава радиоактивного излучения. В чем заключался опыт Э.Резерфорда?
  В свинцовый цилиндр была помещена соль урана. Через очень узкое отверстие в этом цилиндре луч попадал на фотопластинку, расположенную над этим цилиндром.
  В самом начале эксперимента магнитного поля не было. Поэтому фотопластинка так же, как и в опытах супругов Кюри, так же, как в опытах А. Беккереля, засвечивалась в одной точке. Затем было включено магнитное поле, причем так, что величина этого магнитного поля могла изменяться. В результате при малом значении магнитного поля луч разделился на две составляющие. А когда магнитное поле стало еще больше, появилось третье темное пятно. Вот эти пятна, которые образовались на фотопластинке, назвали a-, b-, и g-лучами.
  
  

• 6 слайд

  Виды Радиоактивных излучений
  Оказалось, что радиоактивные вещества испускают три типа лучей, различающихся по своим физическим свойствам. Эти три компоненты обнаруживаются в результате пропускания радиоактивного излучения солей урана через сильное магнитное поле.
  Виды радиоактивного излучения - альфа-, бета-, гамма- лучи.
  Альфа – лучи это поток положительных частиц, масса и заряд которых совпадает с массой и зарядом ядра атома гелия.
  Бета – лучи это поток отрицательных частиц, электронов.
  Гамма – лучи это электромагнитные волны высокой частоты, нейтральные.
  Эти три вида радиоактивных излучений сильно отличаются друг от друга по способности ионизировать атомы вещества и, следовательно, по проникающей способности. Наименьшей проникающей способностью обладает альфа-излучение. В воздухе при нормальных условиях бета-лучи проходят путь в несколько сантиметров. Гамма-лучи гораздо меньше поглощаются веществом. Они способны пройти через слой алюминия толщиной в несколько миллиметров. Наибольшей проникающей способностью обладают -лучи, способные проходить через слой свинца толщиной  см.
  
  

• 7 слайд

  Проходимость радиоактивного излучения
  

• 8 слайд

  альфа-лучи
  Это поток ядер атомов гелия, имеющих положительный заряд. Возникает из-за распада атомов урана, тория или радия. 
  Их пробег очень короток (до 8 сантиметров в воздухе). Это означает, что их может задержать бумажный листок. Вещества, которые испускают эти частицы, имеют большой период полураспада. Попадая в организм, они накапливаются в селезенке или лимфатических узлах и вызывают облучение.  Альфа-частицы опасны: они создают значительное количество ионов. Сами же альфа-частицы распространяются в тело на доли миллиметра.
  
  

• 9 слайд

  Бета-лучи 
  Являет собой поток электронов (частиц с отрицательным зарядом) или позитронов (соответственно, с положительным зарядом). Электрон образуется при превращении нейтрона в протон, а позитрон – в процессе обратного превращения.
  Электроны намного меньше ядра атомов гелия. Они могут проникать в тело человека примерно на 15 см. Попадая на кожу живого организма, частицы вызывают сильные ожоги. Чтобы оградиться от бета-излучения, достаточно тонкого оргстекла. Если вещество, излучающее электроны или позитроны, попадет в организм, то оно будет облучать ткани. Бета-излучение применяется в медицине в качестве лучевой терапии.
  
  

• 10 слайд

  гамма-Лучи
  Это волны с огромной энергией, образующиеся внутри ядра. 
  Возникает при: 
  распаде ядра; 
  переходе его из возбужденного состояния в стабильное; 
  взаимодействии ионов; 
  аннигиляции электрона и позитрона. 
  Гамма-лучи могут проходить значительные расстояния, постепенно теряя свою энергию. Они обладают чрезвычайно высокой проникающей способностью. Очень интенсивное излучение повреждает не только кожу, но и внутренние органы человека. Особая его опасность в том, что оно способно поражать ДНК, вызывая раковые новообразования. Чтобы ослабить поток гамма-излучения, достаточно использовать вещества с высоким массовым числом атома и плотные составы.
  
  

• 11 слайд

  Правило смещения содди
  Верхний индекс A — массовое число, или количество нуклонов (нейтронов и протонов);
  Нижний индекс Z — зарядовое число, или количество протонов в ядре, соответствует порядковому номеру в таблице Менделеева.
  Эти два распада подчиняются правилам смещения, которые впервые сформулировал английский ученый Ф.Содди. Давайте посмотрим, как выглядят эти реакции.
  1. При α-распаде ядро теряет положительный заряд 2e и его масса убывает на 4 а.е.м. В результате α-распада элемент смещается на две клетки к началу периодической системы Менделеева:
  
  
  2. При β-распаде из ядра вылетает электрон, что увеличивает заряд ядра на 1е, масса же остается почти неизменной. В результате β-распада элемент смещается на одну клетку к концу периодической таблицы Менделеева.
  
  3. γ-излучение – не сопровождается изменением заряда; масса же ядра меняется ничтожно мало. Кроме альфа- и бета-распадов радиоактивность сопровождается гамма-излучением. При этом из ядра вылетает фотон.
  

• 12 слайд

  Закон радиоактивного распада
  Большинство изотопов любого химического элемента превращается в более устойчивые изотопы путем радиоактивного распада. Каждый радиоактивный элемент распадается со своей, присущей только ему «скоростью». При этом для каждого радиоактивного ядра существует характерное время, называемое периодом полураспада T1|2 , спустя которое в исходном состоянии остается половина имевшихся ядер. Таким образом, периодом полураспада T1|2 называется промежуток времени, за который распадается половина начального количества N0 радиоактивных ядер. Другая половина ядер превращается в более устойчивые изотопы посредством распада.
  Период полураспада радиоактивного вещества не зависит от его количества, от времени, места и условий, в которых оно находится. Поэтому количество радиоактивных ядер «тогда» N1 и «сейчас» N2 непосредственно определяет промежуток времени                  ,  прошедший с момента уменьшения числа ядер от N1 до N2.
  Для записи закона радиоактивного распада будем считать, что в начальный момент времени (t=0) число радиоактивных ядер N0. Через промежуток времени, равный периоду полураспада, это число будет N0|2, еще через такой же промежуток времени - N0|4. Спустя промежуток времени, равный n периодам полураспада (t=nT1|2), радиоактивных ядер останется:
  
  Это соотношение выражает закон радиоактивного распада, который можно сформулировать следующим образом:
  число нераспавшихся радиоактивных ядер убывает с течением времени по закону, представленному соотношением.
  
  

• 13 слайд

  Закон радиоактивного распада
  

• 14 слайд

  Спасибо за внимание!