Ραδιοενέργεια. Τύποι ραδιενεργών ακτινοβολιών. Παρουσίαση με θέμα "Ραδιενέργεια" Παρουσίαση φυσικής με θέμα ραδιενέργεια

ΡΑΔΙΟΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ μάθημα φυσικής 11η τάξη

Διαφάνεια 2

ΡΑΔΙΟΕΝΕΡΓΕΙΑ

Διαφάνεια 3

Η ανακάλυψη των ακτίνων Χ έδωσε ώθηση σε νέες έρευνες. Η μελέτη τους οδήγησε σε νέες ανακαλύψεις, μία από τις οποίες ήταν η ανακάλυψη της ραδιενέργειας. Από τα μέσα περίπου του 19ου αιώνα, άρχισαν να εμφανίζονται πειραματικά γεγονότα που θέτουν υπό αμφισβήτηση την ιδέα του αδιαίρετου των ατόμων. Τα αποτελέσματα αυτών των πειραμάτων πρότειναν ότι τα άτομα έχουν πολύπλοκη δομή και ότι περιέχουν ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια. Η πιο εντυπωσιακή απόδειξη της πολύπλοκης δομής του ατόμου ήταν η ανακάλυψη του φαινομένου της ραδιενέργειας που έγινε από τον Γάλλο φυσικό Henri Becquerel το 1896.

Διαφάνεια 4

Το ουράνιο, το θόριο και ορισμένα άλλα στοιχεία έχουν την ικανότητα να εκπέμπουν συνεχώς και χωρίς εξωτερικές επιδράσεις (δηλαδή υπό την επίδραση εσωτερικών αιτιών) αόρατη ακτινοβολία, η οποία, όπως οι ακτίνες Χ, μπορεί να διεισδύσει μέσα από αδιαφανείς οθόνες και να έχει φωτογραφικό και ιονιστικό αποτέλεσμα. . Η ιδιότητα της αυθόρμητης εκπομπής μιας τέτοιας ακτινοβολίας ονομάζεται ραδιενέργεια.

Διαφάνεια 5

Η ραδιενέργεια ήταν το προνόμιο των βαρύτερων στοιχείων του περιοδικού πίνακα του D.I. Mendeleev. Μεταξύ των στοιχείων που περιέχονται στον φλοιό της γης, όλα τα στοιχεία με αύξοντα αριθμό μεγαλύτερο από 83 είναι ραδιενεργά, δηλαδή βρίσκονται στον περιοδικό πίνακα μετά το βισμούθιο.

Διαφάνεια 6

Το 1898, οι Γάλλοι επιστήμονες Marie Skłodowska-Curie και Pierre Curie απομόνωσαν δύο νέες ουσίες από το ορυκτό ουράνιο, ραδιενεργές σε πολύ ισχυρότερο βαθμό από το ουράνιο και το θόριο. Έτσι, ανακαλύφθηκαν δύο προηγουμένως άγνωστα ραδιενεργά στοιχεία - το πολώνιο και το ράδιο.

Διαφάνεια 7

Οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η ραδιενέργεια είναι μια αυθόρμητη διαδικασία που συμβαίνει στα άτομα των ραδιενεργών στοιχείων. Τώρα αυτό το φαινόμενο ορίζεται ως ο αυθόρμητος μετασχηματισμός ενός ασταθούς ισοτόπου ενός χημικού στοιχείου σε ένα ισότοπο ενός άλλου στοιχείου. Στην περίπτωση αυτή, εκπέμπονται ηλεκτρόνια, πρωτόνια, νετρόνια ή πυρήνες ηλίου (α-σωματίδια).

Διαφάνεια 8

Η Μαρί και ο Πιέρ Κιουρί στο εργαστήριο των ΣΥΖΥΓΩΝ CURIE'S Στα 10 χρόνια συνεργασίας τους έκαναν πολλά για να μελετήσουν το φαινόμενο της ραδιενέργειας. Ήταν ανιδιοτελής δουλειά στο όνομα της επιστήμης - σε ένα κακώς εξοπλισμένο εργαστήριο και ελλείψει των απαραίτητων πόρων.

Διαφάνεια 9

Δίπλωμα βραβευθέντων με Νόμπελ, απονεμήθηκε στους Πιέρ και Μαρία Κιουρί Το 1903, οι σύζυγοι Κιουρί και ο Α. Μπεκερέλ τιμήθηκαν με το βραβείο Νόμπελ Φυσικής για τις ανακαλύψεις τους στον τομέα της ραδιενέργειας.

Διαφάνεια 10

Μετά την ανακάλυψη των ραδιενεργών στοιχείων, ξεκίνησε η έρευνα για τη φυσική φύση της ακτινοβολίας τους. Εκτός από τον Becquerel και τους Curies, ο Rutherford ανέλαβε αυτό το έργο. Το 1898, ο Ράδερφορντ άρχισε να μελετά το φαινόμενο της ραδιενέργειας. Η πρώτη του θεμελιώδης ανακάλυψη σε αυτό το πεδίο ήταν η ανακάλυψη της ανομοιογένειας της ακτινοβολίας που εκπέμπεται από το ράδιο.

Διαφάνεια 11

Η εμπειρία του Ράδερφορντ

Διαφάνεια 12

Τύποι ραδιενεργών ακτινοβολιών ακτίνες α  ακτίνες β

Διαφάνεια 13

 - σωματίδιο – πυρήνας ατόμου ηλίου. Οι ακτίνες  έχουν τη μικρότερη διεισδυτική ικανότητα. Ένα στρώμα χαρτιού πάχους περίπου 0,1 mm δεν τους είναι πλέον διαφανές. Αποκλίνουν ελαφρά σε ένα μαγνητικό πεδίο. Για ένα σωματίδιο , υπάρχουν δύο μονάδες ατομικής μάζας για καθένα από τα δύο στοιχειώδη φορτία. Ο Ράδερφορντ απέδειξε ότι η ραδιενεργή διάσπαση παράγει ήλιο.

Διαφάνεια 14

Τα β - σωματίδια είναι ηλεκτρόνια που κινούνται με ταχύτητες πολύ κοντά στην ταχύτητα του φωτός. Εκτρέπονται έντονα τόσο στο μαγνητικό όσο και στο ηλεκτρικό πεδίο. Οι ακτίνες β απορροφώνται πολύ λιγότερο όταν διέρχονται από την ύλη. Η πλάκα αλουμινίου τα σταματά εντελώς μόνο με πάχος λίγων χιλιοστών.

Διαφάνεια 15

 - οι ακτίνες είναι ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Οι ιδιότητές τους μοιάζουν πολύ με τις ακτίνες Χ, αλλά η διεισδυτική τους ισχύς είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή των ακτίνων Χ. Δεν εκτρέπεται από το μαγνητικό πεδίο. Έχουν τη μεγαλύτερη διεισδυτική ικανότητα. Ένα στρώμα μολύβδου πάχους 1 cm δεν είναι για αυτούς ανυπέρβλητο εμπόδιο. Όταν οι ακτίνες  - διέρχονται από ένα τέτοιο στρώμα μολύβδου, η έντασή τους μειώνεται μόνο στο μισό.

Διαφάνεια 16

Εκπέμποντας ακτινοβολία α - και  -, τα άτομα ενός ραδιενεργού στοιχείου αλλάζουν, μετατρέπονται σε άτομα ενός νέου στοιχείου. Με αυτή την έννοια, η εκπομπή ραδιενεργής ακτινοβολίας ονομάζεται ραδιενεργή διάσπαση. Οι κανόνες που υποδεικνύουν τη μετατόπιση ενός στοιχείου στον περιοδικό πίνακα που προκαλείται από την αποσύνθεση ονομάζονται κανόνες μετατόπισης.

Διαφάνεια 17

Τύποι ραδιενεργού διάσπασης a–decay -decay b-decay

Διαφάνεια 18

 - διάσπαση είναι η αυθόρμητη διάσπαση ενός ατομικού πυρήνα σε  - ένα σωματίδιο (ο πυρήνας ενός ατόμου ηλίου) και έναν πυρήνα προϊόντος. Το γινόμενο a - decay αποδεικνύεται ότι μετατοπίζεται από δύο κελιά στην αρχή του περιοδικού πίνακα του Mendeleev.

Διαφάνεια 19

 – διάσπαση είναι ο αυθόρμητος μετασχηματισμός ενός ατομικού πυρήνα από την εκπομπή ενός ηλεκτρονίου. Ο πυρήνας - το γινόμενο της διάσπασης βήτα αποδεικνύεται ότι είναι ο πυρήνας ενός από τα ισότοπα ενός στοιχείου με αύξοντα αριθμό στον περιοδικό πίνακα που είναι κατά μία μονάδα μεγαλύτερος από τον σειριακό αριθμό του αρχικού πυρήνα.

Διαφάνεια 20

 – η ακτινοβολία δεν συνοδεύεται από αλλαγή φόρτισης. η μάζα του πυρήνα αλλάζει αμελητέα. 

Διαφάνεια 21

Ραδιενεργή διάσπαση Η ραδιενεργή διάσπαση είναι ο ραδιενεργός (αυθόρμητος) μετασχηματισμός του αρχικού (μητρικού) πυρήνα σε νέους (θυγατρικούς) πυρήνες. Για κάθε ραδιενεργή ουσία υπάρχει ένα ορισμένο χρονικό διάστημα κατά το οποίο η δραστηριότητα μειώνεται κατά το ήμισυ.

Διαφάνεια 22

Νόμος της ραδιενεργής διάσπασης Χρόνος ημιζωής T είναι ο χρόνος κατά τον οποίο διασπάται το ήμισυ του διαθέσιμου αριθμού ραδιενεργών ατόμων. N0 είναι ο αριθμός των ραδιενεργών ατόμων την αρχική χρονική στιγμή. N είναι ο αριθμός των μη αποσυντιθέμενων ατόμων ανά πάσα στιγμή.

Διαφάνεια 23

Μεταχειρισμένα βιβλία:

G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev Φυσική: εγχειρίδιο για την 11η τάξη των ιδρυμάτων γενικής εκπαίδευσης. – Μ.: Εκπαίδευση, 2000 A.V. Peryshkin, E.M. Gutnik Φυσική: εγχειρίδιο για την 9η τάξη των ιδρυμάτων γενικής εκπαίδευσης. – Μ.: Bustard, 2004 E. Curie Marie Curie. – Μόσχα, Atomizdat, 1973

Προβολή όλων των διαφανειών

Τάξη: 11

Παρουσίαση για το μάθημα

Πίσω μπροστά

Προσοχή! Οι προεπισκοπήσεις διαφανειών είναι μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς και ενδέχεται να μην αντιπροσωπεύουν όλα τα χαρακτηριστικά της παρουσίασης. Εάν ενδιαφέρεστε για αυτό το έργο, κατεβάστε την πλήρη έκδοση.

Τύπος μαθήματος:μάθημα εκμάθησης νέου υλικού

Στόχοι μαθήματος:Εισαγωγή και εδραίωση των εννοιών της ραδιενέργειας, άλφα, βήτα, ακτινοβολίας γάμμα και χρόνου ημιζωής· μελέτη του κανόνα μετατόπισης και του νόμου της ραδιενεργής διάσπασης.

Στόχοι μαθήματος:

α) εκπαιδευτικοί στόχοι - να εξηγήσει και να ενοποιήσει νέο υλικό, να εισαγάγει την ιστορία της ανακάλυψης του φαινομένου της ραδιενέργειας.

β) αναπτυξιακά καθήκοντα - να ενταθεί η διανοητική δραστηριότητα των μαθητών στην τάξη, να συνειδητοποιήσουν την επιτυχή γνώση του νέου υλικού, να αναπτύξουν την ομιλία και την ικανότητα εξαγωγής συμπερασμάτων.

γ) εκπαιδευτικά καθήκοντα - να ενδιαφέρει και να αιχμαλωτίζει το θέμα του μαθήματος, να δημιουργεί μια προσωπική κατάσταση επιτυχίας, να διεξάγει συλλογική αναζήτηση για τη συλλογή υλικού σχετικά με την ακτινοβολία, να δημιουργεί συνθήκες για την ανάπτυξη της ικανότητας των μαθητών να δομούν πληροφορίες.

Κατά τη διάρκεια των μαθημάτων

Δάσκαλος:

Παιδιά, σας προτείνω να ολοκληρώσετε την παρακάτω εργασία. Βρείτε στη λίστα λέξεις που δηλώνουν φαινόμενα: ιόν, άτομο, πρωτόνιο, ηλεκτρισμός, νετρόνιο, αγωγός, τάση, ηλεκτρισμός, διηλεκτρικό, ηλεκτροσκόπιο, γείωση, πεδίο, οπτική, φακός, αντίσταση, τάση, βολτόμετρο, αμπερόμετρο, φορτίο, ισχύς, φωτισμός, ραδιενέργεια, μαγνήτης, γεννήτρια, τηλέγραφος, πυξίδα, μαγνήτιση. Διαφάνεια Νο. 1.

Προσδιορίστε αυτά τα φαινόμενα. Ποιο φαινόμενο δεν μπορούμε να δώσουμε ακόμη ορισμό; Αυτό είναι σωστό, για τη ραδιενέργεια. Διαφάνεια αριθμός 2.
- Παιδιά, το θέμα του μαθήματος μας είναι η ραδιενέργεια.

Στο προηγούμενο μάθημα, ορισμένοι μαθητές έλαβαν το καθήκον να προετοιμάσουν αναφορές για τις βιογραφίες των επιστημόνων: Henri Becquerel, Pierre Curie, Marie Sklodowska-Curie, Ernest Rutherford. Παιδιά, πιστεύετε ότι είναι σύμπτωση ότι αυτοί οι επιστήμονες πρέπει να συζητηθούν σήμερα; Ίσως κάποιοι από εσάς γνωρίζετε ήδη κάτι για τη μοίρα και τα επιστημονικά επιτεύγματα αυτών των ανθρώπων;

Τα παιδιά προσφέρουν τις δικές τους απαντήσεις.

Μπράβο είσαι πολύ γνώστης! Τώρα ας ακούσουμε το υλικό των ομιλητών.
Τα παιδιά μιλούν για επιστήμονες ( Παράρτημα Νο. 1σχετικά με τον A. Becquerel, Παράρτημα Νο. 2σχετικά με τη M. Sklodowska-Curie, Παράρτημα αρ. 3σχετικά με την Π. Κιουρί) και προβάλετε τις διαφάνειες Νο. 3 (για τον Α. Μπεκερέλ), Νο. 4 (σχετικά με τη Μ. Σκλοντόφσκα-Κιουρί), Νο. 5 (για την Π. Κιουρί).

Δάσκαλος:
- Πριν από εκατό χρόνια, τον Φεβρουάριο του 1896, ο Γάλλος φυσικός Henri Becquerel ανακάλυψε την αυθόρμητη εκπομπή αλάτων ουρανίου 238 U, αλλά δεν κατάλαβε τη φύση αυτής της ακτινοβολίας.

Το 1898, οι σύζυγοι Pierre και Marie Curie ανακάλυψαν νέα, προηγουμένως άγνωστα στοιχεία - το πολώνιο 209 Po και το ράδιο 226 Ra, του οποίου η ακτινοβολία, παρόμοια με αυτή του ουρανίου, ήταν πολύ ισχυρότερη. Το ράδιο είναι ένα σπάνιο στοιχείο. για να πάρετε 1 γραμμάριο καθαρού ραδίου, πρέπει να επεξεργαστείτε τουλάχιστον 5 τόνους μεταλλεύματος ουρανίου. η ραδιενέργεια του είναι αρκετά εκατομμύρια φορές υψηλότερη από αυτή του ουρανίου. Αριθμός διαφάνειας 6.

Η αυθόρμητη εκπομπή ορισμένων χημικών στοιχείων ονομάστηκε ραδιενέργεια, από το λατινικό ραδιόφωνο «εκπέμπω», με πρόταση του Π. Κιουρί. Οι ασταθείς πυρήνες μετατρέπονται σε σταθερούς. Αριθμός διαφάνειας 7.

Τα χημικά στοιχεία με αριθμό 83 είναι ραδιενεργά, δηλαδή εκπέμπουν αυθόρμητα και ο βαθμός ακτινοβολίας δεν εξαρτάται από την ένωση στην οποία αποτελούν μέρος. Αριθμός διαφάνειας 8.

Ο μεγάλος φυσικός των αρχών του 20ου αιώνα, ο Ernest Rutherford, μελέτησε τη φύση της ραδιενεργής ακτινοβολίας. Παιδιά, ας ακούσουμε το μήνυμα για τη βιογραφία του E. Rutherford. Παράρτημα αρ. 4,Αριθμός διαφάνειας 9.

Τι είναι η ραδιενεργή ακτινοβολία; Σας προτείνω να εργαστείτε ανεξάρτητα με το κείμενο: σελίδα 222 του σχολικού βιβλίου F-11 των L.E. Gendenstein και Yu.I. Dick.

Παιδιά, απαντήστε στις ερωτήσεις:
1. Τι είναι οι ακτίνες α; (Οι ακτίνες α είναι ένα ρεύμα σωματιδίων που είναι πυρήνες ηλίου.)
2. Τι είναι οι ακτίνες β; (Οι ακτίνες β είναι ένα ρεύμα ηλεκτρονίων των οποίων η ταχύτητα είναι κοντά στην ταχύτητα του φωτός στο κενό.)
3. Τι είναι η γ-ακτινοβολία; (Η ακτινοβολία γ είναι η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία της οποίας η συχνότητα υπερβαίνει τη συχνότητα των ακτίνων Χ.)

Έτσι (Slide No. 10), το 1899 ο Ernest Rutherford ανακάλυψε την ανομοιογένεια της ακτινοβολίας. Μελετώντας την ακτινοβολία του ραδίου σε ένα μαγνητικό πεδίο, ανακάλυψε ότι η ροή της ραδιενεργής ακτινοβολίας έχει μια πολύπλοκη δομή: αποτελείται από τρεις ανεξάρτητες ροές, που ονομάζονται ακτίνες α-, β- και γ. Μετά από περαιτέρω έρευνα, αποδείχθηκε ότι οι ακτίνες α είναι ρεύματα πυρήνων ατόμων ηλίου, οι ακτίνες β είναι ρεύματα γρήγορων ηλεκτρονίων και οι ακτίνες γ είναι ηλεκτρομαγνητικά κύματα με μικρό μήκος κύματος.

Αλλά αυτές οι ροές διέφεραν και ως προς τις διεισδυτικές τους ικανότητες. Διαφάνειες Νο. 11,12.

Ο μετασχηματισμός των ατομικών πυρήνων συχνά συνοδεύεται από την εκπομπή ακτίνων α και β. Εάν ένα από τα προϊόντα ραδιενεργού μετασχηματισμού είναι ο πυρήνας ενός ατόμου ηλίου, τότε μια τέτοια αντίδραση ονομάζεται α-διάσπαση· εάν είναι ηλεκτρόνιο, τότε β-διάσπαση.

Αυτές οι δύο αποσύνθεση υπακούουν στους κανόνες μετατόπισης, που διατυπώθηκαν για πρώτη φορά από τον Άγγλο επιστήμονα F. Soddy. Ας δούμε πώς μοιάζουν αυτές οι αντιδράσεις.

Διαφάνειες Νο. 13 και Νο. 14 αντίστοιχα:

1. Κατά τη διάσπαση α, ο πυρήνας χάνει το θετικό του φορτίο 2e και η μάζα του μειώνεται κατά 4 amu. Ως αποτέλεσμα της α-διάσπασης, το στοιχείο μετατοπίζει δύο κελιά στην αρχή του περιοδικού πίνακα του Mendeleev:

2. Κατά τη διάσπαση β, εκπέμπεται ένα ηλεκτρόνιο από τον πυρήνα, το οποίο αυξάνει το φορτίο του πυρήνα κατά 1e, αλλά η μάζα παραμένει σχεδόν αμετάβλητη. Ως αποτέλεσμα της διάσπασης β, το στοιχείο μετακινείται ένα κελί προς το τέλος του περιοδικού πίνακα.

Εκτός από τις διασπάσεις άλφα και βήτα, η ραδιενέργεια συνοδεύεται από ακτινοβολία γάμμα. Σε αυτή την περίπτωση, ένα φωτόνιο εκπέμπεται από τον πυρήνα. Αριθμός διαφάνειας 15.

3. γ-ακτινοβολία – δεν συνοδεύεται από αλλαγή φόρτισης. η μάζα του πυρήνα αλλάζει αμελητέα.

Ας προσπαθήσουμε να λύσουμε προβλήματα σχετικά με τη σύνταξη πυρηνικών αντιδράσεων: Αρ. 20.10; Νο. 20.12; Νο. 20.13 από τη συλλογή εργασιών και ανεξάρτητων εργασιών των L.A. Kirika, Yu.I. Ψωλή.
- Οι πυρήνες που προκύπτουν ως αποτέλεσμα της ραδιενεργής διάσπασης μπορούν, με τη σειρά τους, να είναι επίσης ραδιενεργοί. Εμφανίζεται μια αλυσίδα ραδιενεργών μετασχηματισμών. Οι πυρήνες που σχετίζονται με αυτήν την αλυσίδα σχηματίζουν μια ραδιενεργή σειρά ή μια ραδιενεργή οικογένεια. Υπάρχουν τρεις οικογένειες ραδιενεργών στη φύση: το ουράνιο, το θόριο και η θαλάσσια ανεμώνη. Η οικογένεια του ουρανίου τελειώνει με μόλυβδο. Με τη μέτρηση της ποσότητας μολύβδου στο μετάλλευμα ουρανίου, μπορεί να προσδιοριστεί η ηλικία αυτού του μεταλλεύματος.

Ο Rutherford διαπίστωσε πειραματικά ότι η δραστηριότητα των ραδιενεργών ουσιών μειώνεται με την πάροδο του χρόνου. Για κάθε ραδιενεργή ουσία υπάρχει ένα χρονικό διάστημα κατά το οποίο η δραστηριότητα μειώνεται κατά 2 φορές. Αυτός ο χρόνος ονομάζεται χρόνος ημιζωής του T.

Πώς μοιάζει ο νόμος της ραδιενεργής διάσπασης; Αριθμός διαφάνειας 16.

Ο νόμος της ραδιενεργής διάσπασης θεσπίστηκε από τον F. Soddy. Ο τύπος χρησιμοποιείται για την εύρεση του αριθμού των αδιάσπαστων ατόμων σε κάθε δεδομένη στιγμή. Έστω στην αρχική χρονική στιγμή ο αριθμός των ραδιενεργών ατόμων N 0. Μετά τον χρόνο ημιζωής, θα υπάρχει N 0/2. Μετά από t = nT θα υπάρχει N 0 /2 p.

Ο χρόνος ημιζωής είναι η κύρια ποσότητα που καθορίζει το ρυθμό της ραδιενεργής διάσπασης. Όσο μικρότερος είναι ο χρόνος ημιζωής, όσο λιγότερος χρόνος ζουν τα άτομα, τόσο πιο γρήγορα συμβαίνει η διάσπαση. Ο χρόνος ημιζωής έχει διαφορετικές τιμές για διαφορετικές ουσίες. Αριθμός διαφάνειας 17.

Τόσο οι πυρήνες που αποσυντίθενται γρήγορα όσο και αργά είναι εξίσου επικίνδυνοι. Οι ταχέως αποσυντιθέμενοι πυρήνες εκπέμπουν έντονη ακτινοβολία σε σύντομο χρονικό διάστημα, ενώ οι αργά αποσυντιθέμενοι πυρήνες είναι ραδιενεργοί για μεγάλο χρονικό διάστημα. Η ανθρωπότητα αντιμετωπίζει διαφορετικά επίπεδα ακτινοβολίας τόσο σε φυσικές συνθήκες όσο και σε τεχνητά δημιουργημένες συνθήκες. Αριθμός διαφάνειας 18.

Η ραδιενέργεια έχει αρνητικές και θετικές επιπτώσεις για όλη τη ζωή στον πλανήτη Γη. Παιδιά, ας δούμε μια ταινία μικρού μήκους για τη σημασία της ακτινοβολίας για τη ζωή. Αριθμός διαφάνειας 19.

Και για να ολοκληρώσουμε το μάθημά μας, ας λύσουμε το πρόβλημα της εύρεσης του χρόνου ημιζωής. Αριθμός διαφάνειας 20.

Εργασία για το σπίτι:

• §31 σύμφωνα με το εγχειρίδιο των Gendenstein L.E. and Dick Yu.I., f-11;
• s/r No. 21 (n.u.), s/r No. 22 (n.u.) σύμφωνα με τη συλλογή προβλημάτων του Kirik L.A. και Dika Yu.I., f-11.

Μεθοδολογική υποστήριξη

1. L.A.Kirik, Yu.I. Ντικ, Μεθοδολογικά υλικά, Φυσική - 11, εκδοτικός οίκος "ΗΛΕΚΣ";
2. Ε. Gendenshtein, Yu.I. Ντικ, Φυσική – 11, εκδοτικός οίκος «ΗΛΕΚΣ»;
3. L.A.Kirik, Yu.I. Ντικ, Συλλογή εργασιών και ανεξάρτητων εργασιών για την 11η τάξη, εκδοτικός οίκος "ΗΛΕΚΣ";
4. CD με ηλεκτρονική εφαρμογή «ΗΛΕΚΣ», εκδοτικός οίκος «ΗΛΕΚΣ».

ΘΕΜΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ: «Ανακάλυψη της Ραδιενέργειας.

Ακτινοβολία άλφα, βήτα και γάμμα».

Στόχοι μαθήματος.

Εκπαιδευτικός – διεύρυνση της κατανόησης των μαθητών για τη φυσική εικόνα του κόσμου χρησιμοποιώντας το παράδειγμα του φαινομένου της ραδιενέργειας. πρότυπα μελέτης

Αναπτυξιακή – Συνέχιση του σχηματισμού δεξιοτήτων: η θεωρητική μέθοδος μελέτης των φυσικών διεργασιών. Συγκρίνω, γενικεύω. να δημιουργήσει συνδέσεις μεταξύ των γεγονότων που μελετώνται· διατυπώνει υποθέσεις και τις δικαιολογεί.

Εκπαιδεύοντας – χρησιμοποιώντας το παράδειγμα της ζωής και του έργου της Μαρίας και του Πιέρ Κιουρί, δείξτε το ρόλο των επιστημόνων στην ανάπτυξη της επιστήμης. Δείξτε τη μη τυχαιότητα των τυχαίων ανακαλύψεων. (σκέψη: η ευθύνη του επιστήμονα, του ανακάλυψε για τους καρπούς των ανακαλύψεών του), να συνεχίσει τη διαμόρφωση γνωστικών ενδιαφερόντων, συλλογικών δεξιοτήτων, σε συνδυασμό με ανεξάρτητη εργασία.

Είδος διδακτικού μαθήματος: μελέτη και πρωταρχική εμπέδωση της νέας γνώσης.

Μορφή μαθήματος:παραδοσιακός

Απαραίτητος εξοπλισμός και υλικά:

Ραδιενεργό σημάδι κινδύνου. πορτρέτα επιστημόνων, υπολογιστής, προβολέας, παρουσίαση, τετράδιο εργασίας για μαθητές, περιοδικός πίνακας Μεντελέεφ.

Μέθοδοι:

• μέθοδος ενημέρωσης (μηνύματα μαθητών)
• πρόβλημα

Ντεκόρ: Το θέμα και το επίγραμμα του μαθήματος γράφονται στον πίνακα.

«Δεν χρειάζεται να φοβάσαι τίποτα, απλά πρέπει να καταλάβεις το άγνωστο»

Μαρία Σκλοντόφσκα-Κιουρί.

ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Κίνητρα των μαθητών

Να συγκεντρώνει την προσοχή των μαθητών στο υλικό που μελετάται, να τους ενδιαφέρει, να δείχνει την ανάγκη και τα οφέλη της μελέτης της ύλης. Η ακτινοβολία είναι ασυνήθιστες ακτίνες που δεν φαίνονται με το μάτι και δεν γίνονται καθόλου αισθητές, αλλά που μπορούν να διαπεράσουν ακόμη και τοίχους και να διαπεράσουν ένα άτομο.

Βήματα μαθήματος.

• Οργανωτικό στάδιο.
• Το στάδιο της προετοιμασίας για τη μελέτη ενός νέου θέματος, τα κίνητρα και η ενημέρωση των βασικών γνώσεων.
• Το στάδιο της απόκτησης νέας γνώσης.
• Το στάδιο της εμπέδωσης της νέας γνώσης.
• Στάδιο περίληψης, πληροφορίες για την εργασία στο σπίτι.
• Αντανάκλαση.

• .Οργάνωση χρόνου

Επικοινωνία του θέματος και του σκοπού του μαθήματος

2.Φάση προετοιμασίας για μελέτη νέου θέματος

Ενημέρωση των υφιστάμενων γνώσεων των μαθητών με τη μορφή ελέγχου των εργασιών για το σπίτι και μια γρήγορη μετωπική έρευνα των μαθητών.

Δείχνω ένα σημάδι ραδιενεργού κινδύνου και κάνω την ερώτηση: "Τι σημαίνει αυτό το σημάδι;" Ποιος είναι ο κίνδυνος της ραδιενεργής ακτινοβολίας;

3. Στάδιο απόκτησης νέων γνώσεων (25 λεπτά)

Η ραδιενέργεια εμφανίστηκε στη γη από τον σχηματισμό της και ο άνθρωπος σε όλη την ιστορία της ανάπτυξης του πολιτισμού του ήταν υπό την επίδραση φυσικών πηγών ακτινοβολίας. Η Γη εκτίθεται σε ακτινοβολία υποβάθρου, οι πηγές της οποίας είναι η ακτινοβολία από τον Ήλιο, η κοσμική ακτινοβολία και η ακτινοβολία από ραδιενεργά στοιχεία που βρίσκονται στη Γη.

Τι είναι η ακτινοβολία; Πώς προκύπτει; Τι είδη ακτινοβολίας υπάρχουν; Και πώς να προστατευτείτε από αυτό;

Η λέξη "ακτινοβολία" προέρχεται από τα λατινικά ακτίνα κύκλουκαι δηλώνει ακτίνα. Κατ 'αρχήν, ακτινοβολία είναι όλα τα είδη ακτινοβολίας που υπάρχουν στη φύση - ραδιοκύματα, ορατό φως, υπεριώδες και ούτω καθεξής. Υπάρχουν όμως διάφορα είδη ακτινοβολίας, μερικά από αυτά είναι χρήσιμα, άλλα είναι επιβλαβή. Στη συνηθισμένη ζωή, έχουμε συνηθίσει να χρησιμοποιούμε τη λέξη ακτινοβολία για να αναφερθούμε σε επιβλαβή ακτινοβολία που προκύπτει από τη ραδιενέργεια ορισμένων τύπων ουσιών. Ας δούμε πώς εξηγείται το φαινόμενο της ραδιενέργειας στα μαθήματα φυσικής

Ανακάλυψη της ραδιενέργειας από τον Henri Becquerel.

Ίσως ο Antoine Becquerel θα μείνει στη μνήμη μόνο ως έναν πολύ καταρτισμένο και ευσυνείδητο πειραματιστή, αλλά τίποτα περισσότερο, αν όχι για αυτό που συνέβη την 1η Μαρτίου στο εργαστήριό του.

Η ανακάλυψη της ραδιενέργειας ήταν τυχαία. Ο Μπεκερέλ ξόδεψε πολύ καιρό μελετώντας τη λάμψη των ουσιών που προηγουμένως ακτινοβολούνταν με το ηλιακό φως. Τύλιξε το φωτογραφικό πιάτο σε χοντρό μαύρο χαρτί, τοποθέτησε κόκκους άλατος ουρανίου από πάνω και το εξέθεσε σε έντονο ηλιακό φως. Μετά την ανάπτυξη, η φωτογραφική πλάκα έγινε μαύρη στις περιοχές όπου βρισκόταν το αλάτι. Ο Μπεκερέλ πίστευε ότι η ακτινοβολία του ουρανίου προκύπτει υπό την επίδραση του ηλιακού φωτός. Όμως μια μέρα, τον Φεβρουάριο του 1896, δεν μπόρεσε να πραγματοποιήσει άλλο πείραμα λόγω συννεφιασμένου καιρού. Ο Μπεκερέλ έβαλε τον δίσκο σε ένα συρτάρι, τοποθετώντας πάνω του έναν χάλκινο σταυρό επικαλυμμένο με άλας ουρανίου. Έχοντας αναπτύξει την πλάκα για κάθε ενδεχόμενο δύο μέρες αργότερα, ανακάλυψε ότι είχε μαυρίσει πάνω της με τη μορφή μιας ευδιάκριτης σκιάς ενός σταυρού. Αυτό σήμαινε ότι τα άλατα ουρανίου αυθόρμητα, χωρίς καμία εξωτερική επιρροή, δημιουργούν κάποιο είδος ακτινοβολίας. Ξεκίνησε εντατική έρευνα. Ο Μπεκερέλ σύντομα διαπίστωσε ένα σημαντικό γεγονός: η ένταση της ακτινοβολίας καθορίζεται μόνο από την ποσότητα ουρανίου στο παρασκεύασμα και δεν εξαρτάται από τις ενώσεις στις οποίες περιλαμβάνεται. Κατά συνέπεια, η ακτινοβολία δεν είναι εγγενής στις ενώσεις, αλλά στο χημικό στοιχείο ουράνιο. Στη συνέχεια, μια παρόμοια ποιότητα ανακαλύφθηκε στο θόριο.

Becquerel Antoine Henri Γάλλος φυσικός. Αποφοίτησε από την Πολυτεχνική Σχολή του Παρισιού. Τα κύρια έργα είναι αφιερωμένα στη ραδιενέργεια και την οπτική. Το 1896 ανακάλυψε το φαινόμενο της ραδιενέργειας. Το 1901 ανακάλυψε τις φυσιολογικές επιπτώσεις της ραδιενεργής ακτινοβολίας. Το 1903, ο Μπεκερέλ τιμήθηκε με το βραβείο Νόμπελ για την ανακάλυψη της φυσικής ραδιενέργειας του ουρανίου.(1903, μαζί με τους P. Curie και M. Skłodowska-Curie).

Ανακάλυψη ραδίου και πολωνίου.

Το 1898, οι συνάδελφοι Γάλλοι επιστήμονες Marie Sklodowska-Curie και Pierre Curie απομόνωσαν δύο νέες ουσίες από το ορυκτό ουράνιο που ήταν πολύ πιο ραδιενεργές από το ουράνιο και το θόριο. Έτσι, ανακαλύφθηκαν δύο προηγουμένως άγνωστα ραδιενεργά στοιχεία - το πολώνιο και το ράδιο.Ήταν εξαντλητική δουλειά, για τέσσερα ολόκληρα χρόνια το ζευγάρι μετά βίας άφησε τον υγρό και κρύο αχυρώνα του. Το Polonium (Po-84) πήρε το όνομά του από την πατρίδα της Mary, την Πολωνία. Το ράδιο (Ra-88) είναι ακτινοβόλο, ο όρος ραδιενέργεια προτάθηκε από τη Maria Sklodowska. Όλα τα στοιχεία με σειριακούς αριθμούς μεγαλύτερους από 83 είναι ραδιενεργά, δηλ. που βρίσκεται στον περιοδικό πίνακα μετά το βισμούθιο. Στα 10 χρόνια συνεργασίας, έκαναν πολλά για να μελετήσουν το φαινόμενο της ραδιενέργειας. Ήταν ανιδιοτελής δουλειά στο όνομα της επιστήμης - σε ένα κακώς εξοπλισμένο εργαστήριο και ελλείψει των απαραίτητων πόρων.Οι ερευνητές έλαβαν το παρασκεύασμα ραδίου το 1902 σε ποσότητα 0,1 g. Για να γίνει αυτό, χρειάστηκαν 45 μήνες έντονης εργασίας και περισσότερες από 10.000 επιχειρήσεις απελευθέρωσης και κρυστάλλωσης χημικών.

Δεν είναι περίεργο που ο Μαγιακόφσκι συνέκρινε την ποίηση με την εξόρυξη ραδίου:

«Η ποίηση είναι ίδια με την εξόρυξη ραδίου. Παραγωγή ανά γραμμάριο, εργασία ανά έτος. Εξαντλείτε μια λέξη για χάρη χιλίων τόνων λεκτικού μεταλλεύματος».

Το 1903, οι σύζυγοι Κιουρί και Α. Μπεκερέλ τιμήθηκαν με το Νόμπελ Φυσικής για την ανακάλυψή τους στον τομέα της ραδιενέργειας.

ραδιενέργεια –

Αυτή είναι η ικανότητα ορισμένων ατομικών πυρήνων να μετασχηματίζονται αυθόρμητα σε άλλους πυρήνες, εκπέμποντας διάφορα σωματίδια:

Οποιαδήποτε αυθόρμητη ραδιενεργή διάσπαση είναι εξώθερμη, δηλαδή συμβαίνει με την απελευθέρωση θερμότητας.

Μήνυμα μαθητή

Η Maria Skłodowska-Curie - Πολωνή και Γαλλίδα φυσικός και χημικός, ένας από τους ιδρυτές του δόγματος της ραδιενέργειας, γεννήθηκε στις 7 Νοεμβρίου 1867 στη Βαρσοβία. Είναι η πρώτη γυναίκα καθηγήτρια στο Πανεπιστήμιο του Παρισιού. Για την έρευνά της στο φαινόμενο της ραδιενέργειας το 1903, μαζί με τον A. Becquerel, έλαβε το Νόμπελ Φυσικής και το 1911, για την απόκτηση ραδίου στη μεταλλική κατάσταση, έλαβε το Νόμπελ Χημείας. Πέθανε από λευχαιμία στις 4 Ιουλίου 1934.Το σώμα της Marie Skłodowska-Curie, κλεισμένο σε μολύβδινο φέρετρο, εξακολουθεί να εκπέμπει ραδιενέργεια με ένταση 360 μπεκερέλ/Μ3, με νόρμα περίπου 13 bq/M3... Την έθαψαν με τον άντρα της...

Μήνυμα μαθητή

– Pierre Curie - Γάλλος φυσικός, ένας από τους δημιουργούς του δόγματος της ραδιενέργειας. Ανακάλυψε (1880) και μελέτησε τον πιεζοηλεκτρισμό. Έρευνα για τη συμμετρία των κρυστάλλων (αρχή του Κιουρί), τον μαγνητισμό (νόμος Κιουρί, σημείο Κιουρί). Μαζί με τη σύζυγό του M. Sklodowska-Curie, ανακάλυψε το πολώνιο και το ράδιο (1898) και μελέτησε τη ραδιενεργή ακτινοβολία. Επινόησε τον όρο «ραδιενέργεια». Βραβείο Νόμπελ (1903, από κοινού με τους Skłodowska-Curie και A. A. Becquerel).

Η σύνθετη σύνθεση της ραδιενεργής ακτινοβολίας

Το 1899, υπό την ηγεσία του Άγγλου επιστήμονα E. Rutherford, πραγματοποιήθηκε ένα πείραμα που κατέστησε δυνατή την ανίχνευση της πολύπλοκης σύνθεσης της ραδιενεργής ακτινοβολίας.

Ως αποτέλεσμα ενός πειράματος που πραγματοποιήθηκε υπό την καθοδήγηση ενός Άγγλου φυσικού , Ανακαλύφθηκε ότι η ραδιενεργή ακτινοβολία του ραδίου είναι ανομοιόμορφη, δηλ. έχει πολύπλοκη σύνθεση.

Rutherford Ernst (1871-1937), Άγγλος φυσικός, ένας από τους ιδρυτές του δόγματος της ραδιενέργειας και της δομής του ατόμου, ιδρυτής επιστημονικής σχολής, αλλοδαπό αντεπιστέλλον μέλος της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών (1922) και επίτιμο μέλος της Ακαδημία Επιστημών της ΕΣΣΔ (1925). Διευθυντής του Εργαστηρίου Cavendish (από το 1919). Ανακάλυψε (1899) τις ακτίνες άλφα και βήτα και καθιέρωσε τη φύση τους. Δημιούργησε (1903, μαζί με τον F. Soddy) τη θεωρία της ραδιενέργειας. Πρότεινε (1911) ένα πλανητικό μοντέλο του ατόμου. Πραγματοποίησε (1919) την πρώτη τεχνητή πυρηνική αντίδραση. Προέβλεψε (1921) την ύπαρξη του νετρονίου. Βραβείο Νόμπελ (1908).

Ένα κλασικό πείραμα που κατέστησε δυνατή την ανίχνευση της πολύπλοκης σύνθεσης της ραδιενεργής ακτινοβολίας.

Το παρασκεύασμα ραδίου τοποθετήθηκε σε δοχείο μολύβδου με οπή. Απέναντι από την τρύπα τοποθετήθηκε μια φωτογραφική πλάκα. Η ακτινοβολία επηρεάστηκε από ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο.

Σχεδόν το 90% των γνωστών πυρήνων είναι ασταθείς. Οι ραδιενεργοί πυρήνες μπορούν να εκπέμπουν σωματίδια τριών τύπων: θετικά φορτισμένα (α-σωματίδια - πυρήνες ηλίου), αρνητικά φορτισμένα (σωματίδια β - ηλεκτρόνια) και ουδέτερα (σωματίδια γ - κβάντα ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας βραχέων κυμάτων). Ένα μαγνητικό πεδίο επιτρέπει σε αυτά τα σωματίδια να διαχωριστούν.

• Ο αρχαίος Έλληνας φιλόσοφος Δημόκριτος πρότεινε ότι τα σώματα αποτελούνται από μικροσκοπικά σωματίδια - άτομα (σε μετάφραση αδιαίρετος).
• Μέχρι τα τέλη του 19ου αιώνα. Εμφανίστηκαν πειραματικά γεγονότα που αποδεικνύουν ότι το άτομο έχει πολύπλοκη δομή.

Πειραματικά γεγονότα που αποδεικνύουν τη σύνθετη δομή του ατόμου

• Ηλεκτρισμός σωμάτων
• Ρεύμα σε μέταλλα
• Φαινόμενο ηλεκτρόλυσης
• Πειράματα Ioffe-Millikan

Ανακάλυψη ραδιενέργειας

το 1896 από τον A. Becquerel.

• Ο Ουρανός εκπέμπει αυθόρμητα αόρατες ακτίνες

Ιδιότητες των ακτίνων

• Ιονίστε τον αέρα
• Το ηλεκτροσκόπιο ανοίγει
• Δεν εξαρτάται από τις ενώσεις στις οποίες περιλαμβάνεται το ουράνιο

Η έρευνα συνεχίστηκε από τη Marie και τον Pierre Curie

• θόριο 1898,
• πολώνιο,
• ράδιο (ακτινοβόλο)

z 83 – ραδιενεργό

• - εκπομπή διαφόρων σωματιδίων από τους πυρήνες ορισμένων στοιχείων: α -σωματίδια? ηλεκτρόνια? γ -κβάντα (α , β , γ -ακτινοβολία).
• - την ικανότητα των ατόμων ορισμένων ραδιενεργών στοιχείων να εκπέμπουν αυθόρμητα

Σύνθεση ραδιενεργής ακτινοβολίας

1899 Ε. Ράδερφορντ

Σε ένα μαγνητικό πεδίο, μια δέσμη ραδιενεργής ακτινοβολίας χωρίστηκε σε τρία συστατικά:

• Θετικά φορτισμένο - α -σωματίδια
• Αρνητικά χρεώνεται – β - σωματίδια
• Ουδέτερο συστατικό της ακτινοβολίας - γ -ακτινοβολία

Όλες οι ακτινοβολίες έχουν διαφορετικές διεισδυτικές δυνάμεις

Καθυστέρησε

• Φύλλο χαρτιού 0,1 mm - α -σωματίδια
• Αλουμίνιο 5 mm – α - σωματίδια, β - σωματίδια
• Μόλυβδος 1 cm - α - σωματίδια, β - σωματίδια, γ -ακτινοβολία

Φύση α -σωματίδια

• Ατομικοί πυρήνες ηλίου
• m = 4 amu
• q = 2 e
• V = 10000-20000 km/s

Φύση β -σωματίδια

• Ηλεκτρόνια
• V = 0,99 s
• γ – ταχύτητα φωτός

Φύση γ - ακτινοβολία

• Ηλεκτρομαγνητικά κύματα (φωτόνια)
• λ = 10 - 10 m
• Ιονίστε τον αέρα
• Ενεργήστε στο φωτογραφικό πιάτο
• Δεν εκτρέπεται από το μαγνητικό πεδίο

ΕΝΔΙΑΦΕΡΩΝ!

Τα μανιτάρια είναι συσσωρευτές ραδιενεργών στοιχείων, ιδίως καισίου. Όλοι οι τύποι μανιταριών που μελετήθηκαν μπορούν να χωριστούν σε τέσσερις ομάδες: - ασθενώς συσσωρεύεται - φθινοπωρινός μύκητας μελιού. - μέτρια συσσώρευση - μανιτάρι πορτσίνι, λαχανί, μπολέτο. - πολύ συσσωρευμένο - μαύρο μανιτάρι γάλακτος, russula, πράσινο μανιτάρι. - μπαταρίες ραδιονουκλεϊδίων - λιπαντήρα, πολωνικό μανιτάρι.

ΔΥΣΤΥΧΩΣ!

• Οι ζωές και των δύο γενεών επιστημόνων - των φυσικών Κιουρί - θυσιάστηκαν κυριολεκτικά στην επιστήμη της. Η Μαρία Κιουρί, η κόρη της Ειρήνη και ο γαμπρός της Φρεντερίκ Ζολιό-Κιουρί πέθαναν από ασθένεια ακτινοβολίας που προέκυψε από χρόνια εργασίας με ραδιενεργές ουσίες.
• Ιδού τι γράφει ο M.P. Shaskolskaya: «Σε εκείνα τα μακρινά χρόνια, στην αυγή της ατομικής εποχής, οι ανακάλυπτες του ραδίου δεν γνώριζαν για τις επιπτώσεις της ακτινοβολίας. Ραδιενεργή σκόνη στροβιλίστηκε γύρω από το εργαστήριό τους. Οι ίδιοι οι πειραματιστές πήραν ήρεμα τα ναρκωτικά με τα χέρια τους και τα κράτησαν στις τσέπες τους, αγνοώντας τον θανάσιμο κίνδυνο. Ένα κομμάτι χαρτί από το σημειωματάριο του Πιέρ Κιουρί μεταφέρεται στον μετρητή Γκάιγκερ (55 χρόνια αφότου έγιναν οι σημειώσεις στο σημειωματάριο!) και ένα σταθερό βουητό δίνει τη θέση του στον θόρυβο, σχεδόν ένα βρυχηθμό. Το φύλλο ακτινοβολεί, το φύλλο φαίνεται να αναπνέει ραδιενέργεια...»

Ραδιενεργή διάσπαση

• - ραδιενεργός μετασχηματισμός πυρήνων που συμβαίνει αυθόρμητα.