Презентация по физике на тему: "Радиоактивность. Закон радиоактивного распада"

Слайд 1

Презентация по физике на тему : «Радиоактивность. Закон радиоактивного распада» Работа ученика 9 класса ГБОУ СОШ № 1465 Карасёва Николая Учитель физики Л.Ю. Круглова

Слайд 2

Антуан Анри Беккерель французский физик, лауреат Нобелевской премии по физике и один из первооткрывателей радиоактивности . Родился 15 декабря 1852 в Париже, в семье ученых. В марте 1896 году Беккерель случайно открыл радиоактивность во время работ по исследованию фосфоресценции в солях урана. Исследуя работу Рентгена, он завернул флюоресцирующий материал — уранилсульфат калия в непрозрачный материал вместе с фотопластинками, с тем, чтобы приготовиться к эксперименту, требующему яркого солнечного света. Однако ещё до осуществления эксперимента Беккерель обнаружил, что фотопластинки были полностью засвечены. Это открытие побудило Беккереля к исследованию спонтанного испускания ядерного излучения. В 1903 году он получил совместно с Пьером и Марией Кюри Нобелевскую премию по физике «В знак признания его выдающихся заслуг, выразившихся в открытии самопроизвольной радиоактивности».

Слайд 3

Радиоактивность Явление самопроизвольного испускания химическими элементами излучения, обладающего значительной проникающей способностью и ионизирующими свойствами, получило название естественной радиоактивности . Элементы, испускающие такое излучение называются радиоактивными . Радиоактивными являются все элементы с порядковым номером более 83 в таблице Менделеева.(Z >83). Состав радиоактивного излучения Излучение радиоактивных веществ состоит из трех компонент : α -, β -, γ -излучения . Обнаружено, что α -, β -лучи отклоняются магнитным полем в разные стороны, а γ -лучи не отклоняются совсем. Так были определены знаки зарядов составных частей радиоактивного излучения.

Слайд 4

Закон радиоактивного распада Экспериментальные методы регистрации заряженных частиц Для изучения ядерных явлений были разработаны многочисленные методы регистрации элементарных частиц и излучений. Рассмотрим некоторые из них, которые наиболее широко используются .

Слайд 5

Камера Вильсона Камера Вильсона (она же туманная камера) — один из первых в истории приборов для регистрации следов (треков) заряженных частиц. Изобретена шотландским физиком Чарлзом Вильсоном между 1910 и 1912 гг. Принцип действия: ионизация молекул газа быстрыми заряженными частицами. При быстром опускании поршня, пар охлаждается вследствие адиабатного расширения и становится перенасыщенным. Заряженная частица, пролетая через рабочий объем, ионизирует молекулы пара. Вдоль траектории образуется цепочка ионов, которые являются центрами конденсации. Капельки жидкости обрисовывают след движения частицы. Чарлз Вильсон Туманная Камера Треки частиц в камере Вильсона

Слайд 6

Пузырьковая камера Пузырьковая камера — прибор для регистрации следов (или треков) быстрых заряженных ионизирующих частиц, действие которого основано на вскипании перегретой жидкости вдоль траектории частицы. Пузырьковая камера была изобретена Дональдом Глейзером в 1952 году. За своё открытие Глейзер получил Нобелевскую премию в 1960 году. Луис Уолтер Альварес усовершенствовал пузырьковую камеру Глейзера, использовав в качестве перегретой жидкости водород. О бъем камеры заполнен нагретым почти до кипения жидким водородом или пропаном, находящимся под высоким давлением. В перегретое состояние жидкость переводят резко уменьшая давление. Заряженная частица образует на своем пути цепочку ионов, что приводит к резкому закипанию жидкости. Вдоль траектории частицы появляются пузырьки пара (трек). Дональд Артур Глазер Луис Уолтер Альварес Пузырьковая камера Треки с пузырьковой камеры

Слайд 7

С чётчик Гейгера—Мюллера Счётчик Гейгера или счётчик Гейгера—Мюллера - прибор для автоматического подсчёта числа попавших в него ионизирующих частиц. Представляет собой газонаполненный конденсатор, который пробивается при пролёте ионизирующей частицы через объём газа. Изобретён в 1908 году Гансом Гейгером. Между цилиндром и нитью приложено высокое напряжение. Цилиндр заполнен газом. Пролетающая частица ионизирует газ. Цепочка образующихся ионов стекает к аноду и нейтрализуется. Электроны разгоняются электрическим полем, создавая искровой разряд, регистрируемый специальным устройством. Гейгер, Ганс Вильгельм Счетчик Гейгера

Слайд 8

Спинтарископ Спинтарископ представляет собой небольшую латунную трубку, укрепленную на деревянной подставке. При ударах частиц, испускаемых радиоактивным препаратом, наблюдаются отдельные точечные свечения люминофора . Спинтарископ представляет собой небольшой цилиндрик, на дне которого помещен экран из сернистого цинка, способный люминесцировать под действием ударов быстрых частиц . Спинтарископ состоит из трубки, в нижней части которой находится экран, покрытый сернистым цинком. Над экраном помещается металлическая стрелочка , покрытая радиоактивным веществом. Сверху вмонтирован подвижный окуляр, который можно приближать или удалять от экрана винтом, α -частицы , испускаемые радиоактивным веществом, находящемся на стрелке, ударяются о сернистый цинк и вызывают вспышки - сцинтилляции. Н а экране огромное количество вспышек, мерцающих подобно звездам в безоблачную ночь. Спинтарископ состоит из люминесцирующего экрана, иглы с радиоактивным препаратом и лупы. Через лупу наблюдают сцинтилляции, создаваемые α -частицами на экране . Спинтарископ состоит из люминесцирующего экрана, иглы с радиоактивным препаратом и лупы. Через лупу наблюдают сцинтилляции, создаваемые α -частицами на экране. Тогда расстояние от иглы до экрана можно считать максимальной длиной пробега α -частиц . С помощью спинтарископа удалось установить, что в одном грамме радия ежесекундно распадается 37 - 1010 атомных ядер . Для чего применяют спинтарископ . В настоящее время спинтарископы не применяют, но метод сцинтилляций не утратил своего значения, а получил современное техническое выражение и широко используется наукой. Сцинтилляции теперь наблюдают и считают не визуально, а с помощью специальных устройств, называемых сцинтилляционными счетчиками . Спинтарископ Трек протонов

Слайд 9

Метод толстослойных фотоэмульсий Метод толстослойных фотоэмульсий — способ регистрации частиц наряду с камерой Вильсона и пузырьковой камерой. Ионизирующее действие быстрых заряженных частиц на эмульсию фотопластинки позволило французскому физику А. А. Беккерелю открыть в 1896 году радиоактивность. Метод фотоэмульсии был развит советскими физиками Л . В. Мысовским и А. П. Ждановым. Лев Владимирович Мысовский Треки фотоэмульсией Ядерные фотоэмульсии имеют толщину 600-1200мкм. Частицы, попадая в слой фотоэмульсии, вызывают ионизацию молекул, приводящую к почернению зерен. После химической обработки треки частиц становятся видимыми.

Слайд 10

Типы радиоактивных распадов Наблюдения показали, что одновременно α- и β -излучения испускаются только веществами, содержащими несколько различных радиоактивных элементов. Чистые радиоактивные элементы испускают или α -излучение или β -излучение , каждому их которых сопутствует γ -излучение . Радиоактивность возникает вследствие самопроизвольного распада ядер одних элементов и превращения их в ядра других. Превращения ядер бывают двух типов: α -распад и β -распад . Они подчиняются определенным закономерностям, называемым правилами радиоактивного смещения. Эти правила установил французский физик Фредерик Содди . При реакциях самопроизвольного радиоактивного распада, также как и при искусственных ядерных реакциях , выполняются следующие законы сохранения: сохранение зарядового числа сохранение массового числа сохранение энергии α- распад: β- распад:

Слайд 11

Закон радиоактивного распада Каждый радиоактивный элемент можно охарактеризовать промежутком времени Т, в течение которого распадается половина ядер, имевшихся в момент начала отсчета времени. Период полураспада- основная константа радиоактивного элемента. Период полураспада характеризует скорость распада. Например , радий 88 Ra 226 имеет период полураспада Т=1600 лет; торий 90 Th 231 - 25,64 часа; полоний 84 Po 212 -3·10 -7 с. Выведем закон радиоактивного распада. Обозначим N-число ядер в момент времени t, - первоначальное число ядер. Очевидно : t=0 N=N 0 t=T N=N 0 /2 t=2T N=N 0 /2·2=N 0 /4=N 0 /2 2 t=3T N=N 0 /2 3 - - t= nT N=N 0 /2 n Так как n =t/T , то N=N 0 ·2 -t/T . Это и есть закон радиоактивного распада. За время t распадается число ядер, равное ∆N=N 0 - N= = N 0 (1-2 -t/T )