Презентация по физике на тему "Радиоактивность. Модель атома" (9 класс)

• 1 слайд

• 2 слайд

  Попробуем разобраться со следующими понятиями, терминами и физическими явлениями.
  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.
  

• 3 слайд

  Физика атома и атомного ядра очень сложна и опирается на законы квантовой механики, освоит которые даже современному человеку, далекому от точных наук очень нелегко. Основы квантовой механики в целом начали формироваться только в первой половине 20 века. Известно, что вещество состоит из молекул, представляющих собой комбинации атомов различных химических элементов. До 19 века считалось, что атом представляет собой наименьшую неделимую частицу вещества. Оказалось, что и атом состоит из частиц, а точнее из атомного ядра, в котором сосредоточен весь положительный заряд атома и практически вся его масса. Вокруг положительно заряженного ядра движутся отрицательно заряженные электроны.
  

• 4 слайд

  Исследования британского физика Эрнеста Резерфорда и его учеников показали, что излучение радиоактивных веществ имеет сложный состав. Это удалось установить, пропустив излучение радия через магнитное поле. Оказалось, что в магнитном поле излучение радия разделяется на три части. При этом две части отклоняются в разные стороны, а одна не изменяет направление своего распространения. Такие виды излучения назвали альфа-, бета- и гамма-лучами.
  Явление радиоактивности было обнаружено в 1896 году. Ученый установил, что соли урана испускают невидимое глазу излучение, засвечивающее даже завернутую в темную плотную бумагу фотопластинку.
  Аналогичные свойства были обнаружены французским физиком Пьером Кюри и его супругой Марией Склодовской-Кюри у выделенных ими из урановой руды двух новых химических элементов — радия и полония. Поэтому явление испускания некоторыми веществами излучения было названо радиоактивностью. Супруги Кюри пытались найти вещества, обладающие свойствами урана. Опыты проводились с помощью электроскопа.
  

• 5 слайд

  Радиоактивность – это способность ядер некоторых химических элементов самопроизвольно превращаться в ядра других элементов с испусканием излучения.
  Эрнест Резерфорд доказал, что радиоактивное излучение имеет сложный состав.
  Английский физик, «отец» ядерной физики, создатель планетарной модели атома.
  В области радиоактивности Резерфорд сделал фундаментальные открытия, заложившие основы современного учения о радиоактивности и теории строения атома.
  Вот некоторые из его открытий:
  открытие альфа- и бета-излучения.
  введение понятия периода полураспада.
  разработка теории радиоактивного распада, которую Резерфорд обосновал экспериментально.
  установление закона превращений радиоактивных элементов.
  доказательство того, что альфа-излучение это поток положительно заряженных частиц.
  создание планетарной модели строения атома.
  выдвижение идеи об искусственном превращении атомных ядер, которую Резерфорд экспериментально подтвердил в 1919 году.
  Эрнест Резерфорд считается величайшим физиком-экспериментатором 20 века.
  

• 6 слайд

  Зарядовое число – это количество протонов (электронов) в ядре атома, равное порядковому номеру химического элемента в периодической таблице Д. И. Менделеева
  
  Состав радиоактивного излучения
  Альфа-частица (α-частица) – положительно заряженная частица, лишённый обоих электронов атом гелия.
  Бета-частица (β-частицы) – отрицательно заряженные частица, электрон.
  Гамма-излучение (γ-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.
  qя = Ze.
  

• 7 слайд

  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 = 1/12 части массы атома углерода.
  Число нейтронов: N = A – Z.
  Как рассчитать?
  Число протонов = порядковому номеру (он указан слева от знака, вверху). Число электронов = порядковому номеру (он указан слева от знака, вверху). Например S (сера) порядковый номер 16. Атом содержит 16 р (протонов) и 16е (электронов).
  Для подсчета числа нейтронов надо от массы атома (указана внизу, под символом элемента) отнять число протонов. Массу округлить до целых.
  Ядра, имеющие одинаковое число протонов и разное число нейтронов, называют изотопами.
  

• 8 слайд

  α-излучение или альфа – излучение это поток тяжелых положительно заряженных частиц (ядер гелия). Вследствие положительного заряда α-частицы отклоняются электрическим и магнитным полями; Поскольку альфа-частицы имеют большую массу и электрический заряд, их проникающая способность невелика. Даже в воздухе в нормальных условиях альфа-частицы полностью останавливаются через несколько десятков сантиметров. Металлическая фольга толщиной 0,1 мм полностью задерживает поток альфа-частиц. Даже попадая на открытую биологическую ткань, альфа-частицы задерживаются уже кожей. Однако при своем движении альфа-частицы сильно ионизируют вещество. Поэтому попадание альфа-радиоактивного препарата внутрь организма приводит к серьезным внутренним ожогам и нарушению жизнедеятельности органов. Эта же высокая способность к ионизации приводит к сильному влиянию альфа-излучения на электронные компоненты техники. Поэтому все они при необходимости должны быть защищены металлическими экранами.
  Виды радиоактивного излучения
  

• 9 слайд

  β-излучение или бета-частица, или бета-излучение - это высокоэнергетический, высокоскоростной электрон или позитрон, испускаемый радиоактивным распадом атомного ядра в процессе бета-распада. Бета-частицы являются одним из видов ионизирующего излучения. В целях радиационной защиты они считаются более ионизирующими, чем гамма-лучи, но менее ионизирующими, чем альфа-частицы. Чем выше ионизирующий эффект, тем больше повреждение живых тканей, но тем ниже проникающая способность излучения. Бета-частицы могут быть использованы для лечения таких заболеваний, как рак глаз и костей, а также в качестве индикаторов.
  Виды радиоактивного излучения
  

• 10 слайд

  γ-излучение или гамма-излучение это фотоны, то есть сильнейшее электромагнитное излучение, несущее энергию. Оно не отклоняется электрическим и магнитным полями.
  Наличие этих лучей - одно из самых важных открытий в истории физики. В 1865 году немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген обнаружил, что некоторые вещества испускают невидимые лучи, которые могут проникать через непрозрачные материалы. Эти лучи были названы рентгеновскими лучами, в честь немецкого физика Рентгена. Открытие рентгеновских лучей стало настоящим прорывом в науке, позволив ученым изучать структуру атомов и молекул, а также нашло применение в медицине для диагностики различных заболеваний.
  Виды радиоактивного излучения
  В зависимости от источника гамма-излучение может иметь различные свойства и применяться в различных областях науки и техники.
  Гамма-лучи низкой энергии (0,1-1 МэВ) используются для изучения структуры атомов и молекул с помощью гамма-резонансной спектроскопии.
  Средней энергии (1-10 МэВ) применяются в медицине для диагностики и лечения онкологических заболеваний, а также для радиотерапии.
  Высокой энергии (более 10 МэВ) могут использоваться в научных исследованиях для изучения свойств материалов и создания источников энергии.
  Очень высокой энергии (десятки и сотни МэВ) могут создавать космические лучи, которые проникают в атмосферу Земли и могут вызывать ядерные реакции в верхних слоях атмосферы.
  

• 11 слайд

  Излучение невидимо для человеческого глаза, поэтому не может быть обнаружено визуально. Однако, может зафиксировано с помощью специальных детекторов.
  Вот несколько основных источников гамма-излучения:
  Солнечные вспышки: могут вызвать образование гамма-лучей в результате взаимодействия магнитных полей Солнца с частицами в атмосфере Земли.
  Радиационное излучение: ядерные реакторы или ускорители частиц, могут производить гамма-излучение в процессе своей работы.
  Радиоактивные материалы: например, уран, торий и плутоний, могут излучать гамма-лучи при распаде своих ядер. Космические лучи: такие как протоны, нейтроны и другие заряженные частицы, могут попасть на Землю и вызвать образование гамма-лучей при взаимодействии с атмосферой.
  Атомные бомбы: при ядерных взрывах образуются гамма-лучи в результате ядерного деления или синтеза.
  Рентгеновские аппараты: могут производить небольшое количество гамма-излучения при работе.
  Другие источники: например, космические объекты, такие как черные дыры, и солнечные вспышки.
  

• 12 слайд

  Естественная радиоактивность - это радиация, которая была всегда, до появления человека. Радиоактивно всё, что нас окружает: почва, вода, растения и животные. В зависимости от региона планеты уровень естественной радиоактивности может колебаться от 5 до 20 микрорентген в час. По сложившемуся мнению, такой уровень радиации не опасен для человека и животных, хотя некоторые учёные утверждают, что радиация даже в малых дозах приводит к раку и мутациям.
  В связи с тем, что повлиять на естественный уровень радиации мы практически не можем, нужно стараться максимально оградить себя от факторов, приводящих к значительному превышению допустимых значений.
  Искусственная радиоактивность возникла и распространяется исключительно силами людей. К основным техногенным радиоактивным источникам относят:
  ядерное оружие, промышленные отходы, АЭС, медицинское оборудование, предметы старины, некоторые драгоценные камни. И здесь человек может снизить или наоборот повысить радиационный фон вокруг себя.