Урок «Радіоактивність. –альфа, - бетта, -гамма випромінювання. Закон радіоактивного розпаду"

РАДІОАКТИВНІСТЬ.  –альфа, - бетта, -гамма випромінювання. ЗАКОН РАДІОАКТИВНОГО РОЗПАДУ.

План заняття

Предмет____фізика________________________________________________

Тема заняття____ РАДІОАКТИВНІСТЬ.  –альфа, - бетта, -гамма ипромінювання. ЗАКОН РАДІОАКТИВНОГО РОЗПАДУ. _______                                              ____

Тип заняття_ комбіноване - засвоєння нових знань  (сприйняття – осмислення – застосування знань – узагальнення )________________

Забезпечення заняття

1. Наочні  посібники ___ Таблиця Менделєєва ___ Мультімедійна презентація «Радіоактивність.Закон радіоактивного___ розпаду»,  відеосюжет «Радіоактивність» та «Как именно убивает_______ радиация», Таблиця Менделєєва, саморобний плакат «Закон____________ радіоактивного розпаду»__________________________________________ ___
2. Роздатковий матеріал _ Таблиця Менделєєва
3.  ТСО _____проектор, компютер.

____________________________________________________

Зміст заняття

Актуалізація опорних знань (перевірка  домашнього завдання.)

ПЛАН

 вивчення нового матеріалу

1 Відкриття природної радіоактивності.

2 Складові радіоактивного випромінювання.

3    Радіоактивні перетворення. Ізотопи.

4 Закон радіоактивного розпаду.

5 Прилади для реєстрації іонізуючих випромінювань.

Антон Власенко

Про Чорнобиль…    Вірш під слайди презентації «Чорнобиль- біль людства…» ( студенти)

 Прийшла біда у місто на світанку,

 Страшна, неждана, атомна біда.

 Вона горіла, нищила, вбивала,

 Радіаційний пил кидала, де могла.

 З бідою впорались, пожежу загасили

 Герої мужні, дяка вам.

 За те що, ви життя не пожаліли,

 За вашу працю ми вклоняємося вам.

 Сумує Прип'ять, пусто в ньому,

 Красиве місто. Але вже не те:

 Садки зелені і тонкі алеї

 Блищать, і сяє сонце золоте.

 Гуляє вітер у пустих оселях,

 Не чути гомону і сміху дітлахів.

 Пустує місто, школи невеселі,

 Ніхто не слухає пташиний спів.

 Та пройде час, і Прип'ять заквітує,

 Засяють очі у веселих дітлахів.

 Життя щасливе завирує,

 Все буде так, як це було колись.

Викладач:

Могутність і безсилля людини продемонстрував Чорнобиль. І застеріг: не захоплюйся своєю могутністю, людино, не жартуй з нею. Нагромадження в природі шкідливих радіоактивних речовин згубно впливає на біосферу. Другим сигналом людству стала Фокусіма.

Отже, до сьогоднішнього уроку ви не раз стикалися з такими термінами як радіоактивність, радіоактивне випромінювання.

Тому сьогодні на занятті нам необхідно поглибити знання про радіактивність, встановити природу випромінювання, вивчити основний закон радіоактивного розпаду.

1 ВІДКРИТТЯ ПРИРОДНОЇ РАДІОАКТИВНОСТІ Відкриття радіоактивності – доказ складності атомного ядра. (ВІДЕО:Радіоактивнісь)

 Радіоактивність (від лат. rаdіо - випромінювати і асtivus - активний) - це самочинне перетворення ядер одних атомів у ядра інших з випусканням трикомпонентного випромінювання: ядер гелію - частинки), швидких електронів ( - частинки) і електромагнітних у-променів типу рентгенівських.

Розрізняють природну і штучну радіоактивність.

Природну - відкрив А. Беккерель у 1896р.(Франція) вивчаючи післясвічення солей Урану. Виявив, що солі Урану навіть без попереднього освітлення випускають промені, здатні: 1) іонізувати повітря; 2) діяти на фотопластинку; 3) викликати свічення деяких речовин; 4) проникати крізь тонкі металеві пластини. Досліджуючи Уран і багато його солей, виявив, що інтенсивність випромінювання пропорційна концентрації Урану - тобто це властивість ядра. Було доведено, що не існує способу вплинути на активність ядер: надвисокий тиск, найвищі і найнижчі температури, освітлення, електричні розряди - ніщо не могло змінити темп їх розпаду, не впливало на склад та енергію їхнього випромінювання.

1898 р М. Склодовська-Кюрі та П. Кюрі (Франція) довели, що радіоактивне випромінювання випускається не тільки атомами Урану, але і атомами багатьох інших елементів. У 1898 р. ними були відкриті два нових, значно сильніших по радіоактивності, хімічних елементи - Радій і Полоній. Загальна кількість енергії, звільненої під час випромінювання Радію (що був виділений з солей Урану) у сотні тисяч разів перевищувала виділення енергії під час спалювання такої самої маси Карбону чи Гідрогену. На основі чого було висловлене припущення, що Радій стане новим і невичерпним джерелом енергії.

У грудні 1903 році за дослідження явища радіоактивності А.Беккерель, Марія Складовська-Кюрі та П’єр Кюрі – отримали Нобелівську  премію з фізики.

1898 рік, англійський фізик Ернест Резерфорд – досліджували фізичну природу радіоактивного випромінення і встановив, що радіоактивне випромінювання – трикомпонентне.( α-, β- і γ-випромінюваннями)

В магнітному полі випромінення розкладалось на 3 складові промені;

2 СКЛАДОВІ РАДІОАКТИВНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ. Дослідження показали, що радіоактивні атоми випускають три види випромінювання різної фізичної природи: ядра гелію (- частинки), швидкі електрони (- частинки) і потік квантів електромагнітного випромінювання (у-кванти).

Властивості:

1) - частинки: відхиляються електричним і магнітним полями; рухаються зі швидкістю 1,5•10⁷ - 2•10⁷ м/с, мають мінімальну проникну і максимальну іонізуючу здатність, поширюються в повітрі - на кілька сантиметрів, у твердій речовині — на десятки мікрон;

2) - частинки: відхиляються електричним і магнітним полями; рухаються зі швидкостями від 0 до ~10⁸м/с (максимальне значення — є характерною сталою для даного хімічного елемента); проникна здатність в десятки разів більша ніж в - частинок; при взаємодією з речовиною розсіюються;

3) у-кванти: мають яскраво виражені корпускулярні властивості, тобто є потоком фотонів з частотою випромінювання ~10²⁰ Гц і довжиною хвилі 10^-12м; не відхиляються електричним і магнітним полями; мають максимальну проникну і мінімальну іонізуючу здатність; від проходження через свинець товщиною 1 см інтенсивність випромінювання зменшується в 2 рази.

3.                  РАДІОАКТИВНІ ПЕРЕТВОРЕННЯ. ІЗОТОПИ.

Радіоактивний розпад відбувається відповідно до законів збереження зарядового числа (кількості протонів Z), масового числа (кількості нуклонів А), маси і енергії.

Правило зміщення хімічних елементів у таблиці Менделєєва при радіоактивному розпаді сформулювали Ф. Содді та К. Фаянс: при - розпаді хімічний елемент зміщується в періодичній таблиці на два місця вліво, при - розпаді — на одне місце вправо, а у-випромінювання зміщень не викликає.

Більшість новоутворених ядер під час розпаду радіоактивних речовин є радіоактивними і потім розпадаються далі.

В результаті перетворень ядер можуть виникати ізотопи — атомні ядра, які мають однакову кількість протонів Z, але різну кількість нейтронів N. (Всі ізотопи одного і того ж хімічного елемента мають однакові хімічні властивості, але відрізняються радіоактивністю та іншими фізичними властивостями). Кожний хімічний елемент має відносну атомну масу, яка є середнім значенням атомних мас усіх його ізотопів. Приклади ізотопів Гідрогену:

Актуалізація опорних знань:

4.     ЗАКОН РАДІОАКТИВНОГО РОЗПАДУ.

Так як радіоактивний розпад має випадковий характер й не залежить від зовнішніх умов, то закон убування кількісті N(t) ядер, що нерозпалися до даного моменту часу t може служити важливою статистичною характеристикою процесу радіоактивного розпаду.

У результаті радіоактивного розпаду кількість ядер, що не розпалося N, порівняно з початковим зменшується з часом t за експоненціальним законом.

де Т-період піврозпаду - це час, за який розпадається половина із загальної кількості атомів радіоактивної речовини.

Закономірність радіоактивного розпаду використовують для того, щоб визначити вік порід, предметів:

Чим менший період напіврозпаду, тим інтенсивніше протікає розпад. Так, для урану T ≈ 4,5 млрд років, а для радію T ≈ 1600 років. Тому активність радію значно вище, чим урану. Існують радіоактивні елементи з періодом напіврозпаду в частки секунди.

Закон радіоактивного розпаду є статистичним законом. Він справедливий тільки при N. Передбачити момент розпаду конкретного ядра неможливо: це явище випадкове (атоми «не старіють»).

Кількість атомів, що розпадається за 1с,називається АКТИВНІСТЮ радіоактивного розпаду.

А=N/t,         1Бк- беккерель – це розпад одного атома в 1с.

6. Розв’язання задач

Навчаємося  розв'язувати задачі

1.Період піврозпаду (радон) дорівнює 3,8 діб. Через який час маса радона зменшиться в 4 рази?

2.Кількість радіоактивного радону зменшилася у 8 разів за 11,4 діб. Визначити період пів розряду радона?

Тестова перевірка ( 7 хвилин)

1 в. :1-А, 2-С, 3-В, 4-С, 5-В, 6-А; 7-А; 8 –Б; 9-А2, Б4, В1,Г5, 10 –  ²³⁰Rа _88,   ²¹⁶Аt₈₅)

2 в:1-В, 2-С, 3-А, 4-С, 5-А, 6-А , 7-Б; 8 –В; 9- А4, Б2, В3, , 10 – ²²Mg₁₂, ²³⁹Pu₉₄ )

 Шкала оцінювання : 1-8 по 1 балу, 9 – 2 бали , 10 – 2 бали