Выполните домашнее задание

ОЗНАКОМТЕСЬ С ТЕОРИЕЙ

Естественная радиоактивность существует миллиарды лет, она присутствует буквально повсюду. Ионизирующие излучения существовали на Земле задолго до зарождения на ней жизни и присутствовали в космосе до возникновения самой Земли. Радиоактивные материалы вошли в состав Земли с самого ее рождения. Любой человек слегка радиоактивен: в тканях человеческого тела одним из главных источников природной радиации являются калий-40 и рубидий-87, причем не существует способа от них избавиться.

В 1896 году А. Беккерель открыл радиоактивность. А. Беккерель изучал флуоресценцию урановой смолки. И однажды он обнаружил, что даже при условии, что свет не падает на урановый препарат, завернутый в бумагу, тот все равно излучает лучи, которые Беккерель ранее считал рентгеновскими. Он думал, что флуоресценция получается тогда, когда солнечный свет попадает в урановую смолку, а вследствие этого она излучает рентгеновские лучи.

Оказалось, что никакого предварительного облучения не нужно, смолка все равно излучает какие-то лучи.

В 1898 году супруги Пьер и Мария Кюри опубликовали результаты своих работ. Они выяснили, что такое свойство излучать присуще не только урановой смолке и урансодержащим материалам, а такое же излучение дает торий. Вследствие экспериментов, супруги Кюри пришли к выводу, что в смолке содержатся элементы, которые обладают большей активностью излучения лучей. В июле 1898 года супруги Кюри опубликовали открытие новых элементов. Первый из них – полоний, а второй, который был более сильным по активности излучения, – радий.

Также супруги Кюри ввели термин – радиоактивность.

В 1899 году Э.Резерфорд опубликовал свои исследования, в которых он дифференцировал радиоактивное излучение на три компонента: α-, β- и γ- лучи. Он обнаружил, что излучение содержит один положительно заряженный компонент – α, отрицательно заряженный компонент – β, и нейтральный компонент – γ.

Отображает схему опыта, результатом которого стало обнаружение сложного состава радиоактивного излучения. В магнитном поле α- и β-лучи отклоняются в противоположных друг другу направлениях (отклонение β-лучей значимо больше); γ-лучи в магнитном поле вообще не получают отклонения.

Радиоактивность – это способность нестабильных ядер превращаться в другие ядра с испусканием частиц.

Большие ядра получают нестабильность, как результат конкурирования притяжения нуклонов ядерными силами и кулоновского отталкивания протонов. Стабильных ядер с зарядовым числом Z>83 и массовым числом A>209 не существует. Однако радиоактивными свойствами могут обладать ядра атомов со значимо меньшими значениями чисел Z и A. Когда в составе ядра количество протонов существенно превышает число нейтронов, нестабильность объясняется излишком энергии кулоновского взаимодействия. Если же ядро содержит больше нейтронов, оно становится нестабильным, как следствие факта, что масса нейтрона больше массы протона. Если увеличивается масса ядра, растет и его энергия.

В 1900 году П. Виллар обнаружил дифракцию γ-лучей и подтвердил их волновую природу. γ-лучи оказались квантами больших энергий. Они принадлежат спектру электромагнитных волн.

В 1901 году А. Беккерель измерил отношение величины заряда к массе у β-частиц. Он доказал, что β-частицы – это электроны больших энергий, движущиеся с очень большой скоростью.

В 1903 году А. Беккерель, Пьер и Мария Кюри получили Нобелевскую премию.

Пьер и Мария Кюри исследовали свойства α-излучения.

Они ввели понятие активность радиоактивного препарата (а). Мария Кюри установила, что за 1 час 1 г радия выделяет энергию W. И затем вычислила, сколько энергии приходится на одну α-частицу (W α).

ΔN – число распадов в радиоактивном препарате

Δt – единица времени

N – количество вещества

λ – постоянная распада

1 Ки – 1 Кюри

Образцом альфа-распада может служить α

-распад радия:

22688Ra→22286Rn+42He

α

-частицы, которые испускают ядра атомов радия, Резерфорд применял, проводя экспериментальное рассеивание на ядрах тяжелых элементов. Измерение по кривизне траектории в магнитном поле установило скорость α-частиц, испускаемых при α-распаде ядер радия: порядка 1,5⋅107 м/с. Размер кинетической энергии при этом - примерно 7,5⋅10–13 Дж (около 4,8 МэВ). Эта величина несложно определяется, когда известны значения масс материнского и дочернего ядер и ядра гелия. Скорость испускаемой α-частицы очень велика, однако она равна лишь 5 % от скорости света, т.е. в расчетах допустимо использовать нерелятивистское выражение для кинетической энергии.

В процессе бета-распада ядро испускает электрон. Вообще существование в ядре электрона невозможно, т.е. появление электрона – лишь результат β-распада, сопровождающегося превращением нейтрона в протон. Такой процесс происходит как внутри ядра, так и со свободными нейтронами. Среднее время жизни свободного нейтрона равно примерно 15 минутам. При радиоактивном распаде нейтрон 10n превращается в протон 11p и электрон 0−1e

В результате измерений было выявлено, что при бета-распаде наблюдается кажущееся нарушение закона сохранения энергии, поскольку суммарно энергия протона и электрона, появившихся при распаде нейтрона, меньше энергии нейтрона. В 1931 году В. Паули предположил выделение при распаде нейтрона еще одной частицы с нулевыми значениями массы и заряда, уносящей с собой часть энергии.

Нейтрино (маленький нейтрон) – частица с нулевыми значениями массы и заряда, возникающая при распаде нейтрона. Была открыта в 1953 году.

Нейтрино плохо взаимодействует с атомами вещества, поскольку не обладает зарядом и массой, и вследствие этого ее обнаружение в ходе эксперимента очень затруднительно. Ионизирующая способность нейтрино является настолько малой, что один акт ионизации в воздухе приходится приблизительно на 500 км пути. На данный момент известно, что существует несколько типов нейтрино.

Электронный антинейтрино – частица, возникающая вследствие распада нейтрона и обозначаемая 00˜ve.

Запись реакции распада нейтрона выглядит так:

Те же явления происходят внутри ядер при β

-распаде. При распаде одного их ядерных нейтронов образуется электрон, сразу же выбрасываемый из «родительского дома» (ядра) с очень большой скоростью, отличающейся от скорости света на небольшую долю процента. Поскольку распределение энергии, выделяющейся при β-распаде, между электроном, нейтрино и дочерним ядром имеет случайный характер, β

-электроны способны обладать разными скоростями в широком интервале значений.

β

-распад сопровождается увеличением зарядового числа Z на единицу при неизменности массового числа A. Дочернее ядро в данном случае есть ядро одного из изотопов элемента, чей атомный номер в периодической системе Менделеева на единицу превышает атомный номер исходного ядра. В качестве характерного примера β-распада можно рассмотреть преобразование изотона тория , возникающего при α-распаде урана , в протактиний

В отличие от α- и β-радиоактивности, γ-радиоактивность ядер не имеет связи с изменением внутренней структуры ядра, а также при гамма-распаде не изменяется зарядовое или массовое число. При α- или β-распаде дочернее ядро способно войти в некоторое возбужденное состояние и получить излишнюю энергию. Переход ядра из возбужденного состояния в основное происходит совместно с испусканием одного или более γ-квантов, чья энергия способна достигать уровня нескольких МэВ.

Просмотрите видео

· https://vnclip.net/video/fxQ5aMiDZ_8/%D0%BE%D1%82%D0%BA%D1%80%D1%8B%D1%82%D0%B8%D0%B5-%D1%80%D0%B0%D0%B4%D0%B8%D0%BE%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8-%D1%84%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D0%BA%D0%B0-11-%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%81-46-%D0%B8%D0%BD%D1%84%D0%BE%D1%83%D1%80%D0%BE%D0%BA.html

· https://www.youtube.com/watch?time_continue=1&v=9x2Q3Dpsv6Y&feature=emb_log

· https://www.youtube.com/watch?v=QnxAhFCpLMk&list=PLr-luEIl56ez6YYdhkAxYvfQuxbDTR1IW&index=4&t=0s

Выполните домашнее задание

Домашнее задание пересылаем в сетевой город (фото, сканы),если оный лежит то в вк. Задания должны быть отправлены в день урока по расписанию до 18.00. Задания должны быть выполнены в тетради четким, аккуратным почерком, черной или синей пастой.

1. Изучите параграф 83

2.Заполните таблицу

3.Напишите, ядра каких элементов образуются в результате радиоактивного распада: