Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015

Опубликуйте свой материал в официальном Печатном сборнике методических разработок проекта «Инфоурок»

(с присвоением ISBN)

Выберите любой материал на Вашем учительском сайте или загрузите новый

Оформите заявку на публикацию в сборник(займет не более 3 минут)

+

Получите свой экземпляр сборника и свидетельство о публикации в нем

Инфоурок / Математика / Другие методич. материалы / Рабочая программа по математике 5 класс
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 24 мая.

Подать заявку на курс
  • Математика

Рабочая программа по математике 5 класс

библиотека
материалов

5.1. Естественная радиоактивность

 

Явление естественной радиоактивности заключается в самопроизвольных превращениях одних атомных ядер в другие, сопровождаемых испусканием альфа-частиц, бета-частиц и гамма-лучей.

Альфа-радиоактивность (альфа-распад) ядер связана с превращением ядер с массовым числом А в ядра с А-4 при одновременном испускании альфа-частиц, являющихся ядрами гелия hello_html_m56d032fa.gif. Альфа-распад испытывают только тяжелые ядра с А>200. Вылетающие из ядер альфа-частицы имеют дискретный спектр энергий и составляют несколько групп.

Бета-радиоактивность (бета-распад) ядер связана с превращением ядер с порядковым номером Z в ядра с Z+1 (или Z-1), сопровождающимся испусканием бета-частиц (электронов или позитронов), либо Е-захватом. К настоящему времени известно около 900 бета-радиоактивных изотопов. Из них только 20 являются естественными, остальные получены искусственым путем. Подавляющее большинство этих изотопов испытывают бета-распад. В каждом акте испускается один электрон. Теоретически возможен двойной бета-распад, в каждом акте которого испускались бы два электрона; двойной бета-распад достоверно не обнаружен.

Гамма-излучением называется жесткое электромагнитное излучение, энергия которого высвобождается при переходе ядер из возбужденного в основное или в менее возбужденное состояние, а также при ядерных реакциях. В первом случае энергия гамма-квантов равна разности энергий конечного и начального уровней ядра. В каждом акте перехода ядро излучает один гамма-квант. В связи с дискретностью энергитических уровней ядра гамма-излучение имеет линейчатый спектр. Частоты гамма-квантов связаны с разностью энергий условием частот Бора.

Самопроизвольный (спонтанный) распад атомных ядер следует закону

N=N0e-λt,

где N0 – количество ядер в данном объеме вещества в момент времени t=0, N – количество ядер в том же объеме к моменту времени t, λ – постоянная распада. Постоянная λ имеет смысл вероятности распада ядра за 1 сек: она равна доле ядер, распадающихся за 1 сек. Величина 1/ λ называется средней продолжительностью жизни радиоактивного изотопа. Для характеристики устойчивости ядер относительно распада пользуются понятием о периоде полураспада Т1/2, равном времени, в течение которого исходное количество ядер данного вещества распадается наполовину. Связь величин λ и Т1/2:

hello_html_m2bb46ede.gif

Число распадов ядер данного препарата в единицу времени называется активностью препарата

A= λ N= λ N0e-λt

Отнесенное к единице массы препарата называется удельной активностью вещества препарата.

Если получающееся в результате распада исходного ядра новое ядро также радиоактивно и, распадаясь дает устойчивое или вновь радиоактивное ядро и т.д., то имеет место цепочка радиоактивных превращений. В этом случае суммарная активность ядер, образующихся в цепочке, при изменении ее каким-либо прибором, зависит от времени по более сложному закону, поскольку постоянные распада для различных звеньев цепочки не равны друг другу и, кроме того, прибор имеет различную эффективность регистрации различных излучений от каждого из звеньев цепочки превращений.

Если λi – постоянная распада ядра в i-звене цепочки, а ki – восприимчивость детектора излучения к излучению i-го  звена, то суммарная активность

hello_html_59e17ca7.gif

Устойчивость ядер (в среднем) снижается с возрастанием их массового числа. Естественная радиоактивность легких и средних ядер – редкое явление (наблюдаемое у ядер hello_html_49884c7c.gif). Среди тяжелых атомов (начиная от А>200) естественная радиоактивность есть универсальное явление. Эти образуют 3 естественно- и 1 искусственно-радиоактивных семейств, называемых по наиболее долгоживущему (с наибольшим Т1/2) «родоначальнику» семейства: семейство урана, семейство тория, семейство актиния, семейство нептуния. Массовые числа членов каждого из радиоактивных семейств характеризуются формулой

А= 4n+a,

где n-целое число, а=0 для семейства тория, а=1 для семейства нептуния, а=2 для семейства урана, а=3 для семейства актиния. Переход от одного члена семейства к другому осуществляется цепочкой последовательных альфа- и бета-распадов и заканчивается на устойчивом ядре, которым для семейства с а=0 является hello_html_m6821bc83.gif, а для а=1 - hello_html_m113c2f30.gif, для а=2 - hello_html_m4a337986.gif и для а=3 - hello_html_m1ff443a.gif.

 

5.2. Альфа-распад

 

Альфа-распад испытывают только тяжелые ядра с А>200. вылетающие из ядер альфа-частицы имеют дискретный характер спектр энергий и составляют несколько групп. Обычно наиболее интенсивной является группа с наибольшей энергией альфа-частиц. наличие нескольких групп альфа-частиц называется тонкой структурой альфа-спектра. В спектрах альфа-радиоактивный ядер с весьма малыми периодами полураспада Т1/2 наблюдаются так же группы альфа-частиц с энергиями, превышающими энергию наиболее интенсивной группы (длиннопробежные альфа-частицы). Периоды полураспада альфа-излучателей с ростом энергии альфа-частиц от примерного 4 до 9 Мэв уменьшается от ~ 109лет до ~ 10-7 сек. Всего известно около 25 естественных и около 100 искусственных альфа-радиоактивных ядер.

Альфа-распад рассматривается как проникновение альфа-частиц сквозь потенциальный барьер ядра (туннельный эффект). Потенциал ядерных сил представляется в виде потенциальной ямы,  соответствующей устойчивому состоянию ядра. Яма отделена от области вне радиуса действия ядерных сил потенциальным барьером конечной ширины и высоты; высота потенциального барьера обычно превышает энергии испускаемых ядром альфа-частиц. дискретный спектр альфа-частиц свидетельствует о наличии для них в ядре дискретных энергетических уровней, набор кторых различен для разных альфа-радиоактивных ядер.

Наиболее интенсивная группа альфа-частиц соответствует переходу из основного состояния материнского ядра в основное состояние дочернего ядра. Группы альфа-частиц с меньшей энергией отвечают переходу из основного состояния материнского ядра на возбужденные энергетические уровни дочернего ядра. Длиннопробежные альфа-частицы связаны с распадом материнского ядра в одном из его возбужденных состояний, обладающих большей энергией.

Образование альфа-частицы из двух протонов и двух нейтронов происходит в ядре, по-видимому,  в самом процессе альфа-распада. Обособлению этой группы нуклонов способствует насыщение ядерных сил, так что сформировавшаяся альфа-частица подвержена меньшему действию ядерных сил отталкивания от протонов ядра, чем отдельные нуклоны. Этим, видимо, объясняется тот факт, что самопроизвольно из ядра могут вылетать лишь альфа-частиц, а не отдельные нуклоны.

 

 5.3. Бета-распад

 

Под понятием бета-распада объединяют три вида ядерных превращений: электронный (β-)распад, позитронный (β+)распад и Е-захват. Условия устойчивости ядер относительно разных типов бета-распада см в п.2. К настоящему времени известно около 900 бета-радиоактивных изотопов. Из них около 20 являются естественными, остальные получены искусственным путем. Подавляющее большинствоэтихъ изотопов испытывает  β—распад. В каждом акте β—распада испускается один элекьрон. Теоретически возможен двойной бета-распад, в каждом акте которого испускались бы два электрона; двойной бета-распад не обнаружен.

При бета-распаде спектр энергий испущенных электронов или позитронов является неперерывным, простираясь от Е=0 до Е=Е0, где величина Е0 называется верхней границей бета-спектра. Для бета-радиоактивных ядер величина Е0 заключена в области энергий приметно от 15 кэв до 15 Мэв. Бета-распад обычно сопровождается испусканием гамма-лучей, которые имеют дискретный спектр энергий.

http://ipklabdo.lanta-net.ru/modules/fizika-at/images/Безымянный.JPG

Вид спектра бета-частиц показан на рисунке. Кривая распределения бета-частиц по энергиям обычно имеет максимум при Е=1/3Е0.

При бета-часпаде вместе с электроном испускается антинейтрино, а вместе с позитроном испускается нейтрино. Электрон (позитрон) и антинейтрино (нейтрино) имеют при бета-распаде равные по величине и противоположно направленные спины, так что изменение спина ядра при этом равно нулю. Сплошной спектор бета-частиц обязан различному распеределению энергии между электроном (позитроном) и антинейтрино (нейтрино), причем сумма энергий обеих частиц равна Е0.

Согласно современным представлениям электрон (позитрон) и антинейтрино (нейтрино) не существуют в атомных ядрах, а образуюттся в момент вылета из ядра в результате особого (слабого) взаимодействия между нуклонами ядра. Поскольку при бета-распаде происходит рождение новых частиц, к нему неприменимы методы нерелятивистской квантовой механики, и задача рассматривается методами квантовой теории поля.

 

5.4. Гамма-излучение

 

Гамма-излучение называется жесткое электромагнитное излучение, энергия которого высвобождается при переходах ядер из возбужденного в основное или менее возбужденное состояние, атак же при ядерных реакциях.

В первом случае энергия гамма-квантов равна разности энергий конечного и начального уровней ядра. В каждом акте перехода ядро излучает гамм-квант. В связи с дискретностью энергетических уровней ядра гамма излучение имеет линейчатый спектр. Частоты гамма-квантов связаны с разностью энергий условием частот Бора.

Гамма-квант уносит из ядра момента импульса

hello_html_28b5c14a.gif,

в результате чего момент количества движения ядра J в конечном (k) состоянии отличается от значения его в начальном (i) состоянии. Условие излучения с мультиплетностью порядка l:

|Ji – Jk| ≤ l ≤ Ji + Jk.

Поскольку для гамма-кванта l≥1, то невозможны ядерные переходы с излучением, если Ji = Jk= 0 («нуль-нуль»-переходы).

Наряду с радиационным переходом ядра,при котором излучается гамма-квант, существует конкурирующий с ним безызлучательный процесс, называемый внутренней конверсией гамма-излучения. В этом процессе энергия, освобождающаяся при ядерном переходе, передается без посредства гамма-кванта одному из атомных электронов, вызывая ионизацию атома. Внутреннюю конверсию формально, для облегчения расчетов, считают идущей в две стадии: на первой стадии ядро как бы излучает гамма-квант, который на второй стадии поглощается электроном и передает ему свою энергию (конвертирует).

 




Краткое описание документа:

Рабочая программа составлена на основе федерального компонента государственного стандарта основного общего образования, примерной федеральной программы основного общего образования по математике (базовый уровень) и на основе авторских программ линии И. И. Зубаревой, А. Г. Мордковича

 

. Она определяет инвариантную (обязательную) часть учебного курса, что содействует сохранению единого образовательного пространства. Программа конкретизирует содержание тем образовательного стандарта и дает распределение учебных часов по разделам курса. С учетом возрастных особенностей обучающихся выстроена система учебных занятий, спроектированы цели и задачи, продуманы возможные формы контроля, сформулированы ожидаемые результаты обучения. Структурными элементами рабочей программы являются содержание рабочей программы, учебно–тематический план, требования к уровню подготовки обучающихся, литература и средства обучения, календарно-тематический план учителя (приложение к программе).

Автор
Дата добавления 25.10.2014
Раздел Математика
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров281
Номер материала 103277
Получить свидетельство о публикации

Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх