Скачать презентацию на тему радиоактивность. Презентация на тему "радиоактивность". Этап подготовки к изучению новой темы

Радиоактивность -

Открытие - 1896 год

• явление самопроизвольного превращения

неустойчивых ядер в устойчивые,

сопровождающееся испусканием

частиц и излучением энергии.

Исследования радиоактивности

Все химические элементы,

начиная с номера 83 ,

обладают радиоактивностью

1898 год –

открыты полоний и радий

Природа радиоактивного излучения

скорость до 1000000км/с

Виды радиоактивных излучений

• Естественная радиоактивность;

• Искусственная радиоактивность.

Свойства радиоактивных излучений

• Ионизируют воздух;
• Действуют на фотопластинку;
• Вызывают свечение некоторых веществ;
• Проникают через тонкие металлические пластинки;
• Интенсивность излучения пропорциональна

концентрации вещества;

• Интенсивность излучения не зависит от внешних факторов (давление, температура, освещенность, электрические разряды).

Защита от радиоактивных

излучений

Нейтроны – вода, бетон, земля (вещества, имеющие невысокий атомный номер)

Рентгеновские лучи, гамма-излучение –

чугун, сталь, свинец, баритовый кирпич, свинцовое стекло (элементы с высоким атомным номером и имеющие большую плотность)

Радиоактивные превращения

Правило смещения

Изотопы

1911 год, Ф.Содди

Существуют ядра

одного и того же химического элемента

с одинаковым числом протонов,

но различным числом нейтронов – изотопы.

Изотопы имеют одинаковые

химические свойства

(обусловлены зарядом ядра),

но разные физические свойства

(обусловлено массой).

Закон радиоактивного распада

Период полураспада Т –

интервал времени,

в течение которого активность

радиоактивного элемента

убывает в два раза.

Радиоактивность вокруг нас (по данным Зеленкова А.Г.)

Методы регистрации ионизирующих излучений

Поглощенная доза излучения –

Отношение энергии ионизирующего

Излучения, поглощенной веществом,

к массе этого вещества.

1 Гр = 1 Дж/кг

Естественный фон на человека 0,002 Гр/год;

ПДН 0,05 Гр/год или 0,001 Гр/нед;

Смертельная доза 3-10 Гр за короткое время

Сцинтилляционный счетчик

В 1903 году У.Крукс

заметил, что частицы,

испускаемые радиоактивным

веществом, попадая на

покрытый сернистым

цинком экран, вызывает

его свечение.

ЭКРАН

Устройство было использовано Э.Резерфордом.

Сейчас сцинтилляции наблюдают и считают

с помощью специальных устройств.

Счетчик Гейгера

В наполненной аргоном трубке пролетающая

через газ частичка ионизирует его,

замыкая цепь между катодом и анодом

и создавая импульс напряжения на резисторе.

Камера Вильсона

1912 г.

Камера заполнена смесью аргона и азота с насыщенными

парами воды или спирта. Расширяя газ поршнем,

переохлаждают пары. Пролетающая частица

ионизирует атомы газа, на которых конденсируется пар,

создавая капельный след (трек).

Пузырьковая камера

1952 г.

Д.Глейзер сконструировал камеру, в которой можно

Исследовать частицы большей энергии, чем в камере

Вильсона. Камера заполнена быстро закипающей жидкостью

сжиженный пропан, гидроген). В перегретой жидкости

исследуемая частица оставляет трек из пузырьков пара.

Искровая камера

Изобретена в 1957 г. Заполнена инертным газом.

Плоскопараллельные пластины расположены близко

друг к другу. На пластины подается высокое напряжение.

При пролете частицы вдоль её траектории проскакивают

искры, создавая огненный трек.

Толстослойные фотоэмульсии

Пролетающая сквозь

фотоэмульсию заряженная

частица действует на

зерна бромистого

серебра и образует

скрытое изображение.

При проявлении

фотопластинки образуется

след - трек.

Преимущества: следы

не исчезают со временем

и могут быть тщательно

изучены.

Метод разработан

В 1958 году

Ждановым А.П. и

Мысовским Л.В.

Получение радиоактивных изотопов

Получают радиоактивные изотопы

в атомных реакторах и на ускорителях

элементарных частиц.

С помощью ядерных реакций можно

получить радиоактивные изотопы

всех химических элементов,

существующих в природе только

в стабильном состоянии.

Элементы под номерами 43, 61, 85 и 87

Вообще не имеют стабильных изотопов

И впервые были получены искусственно.

С помощью ядерных реакций получены

Трансурановые элементы,

начиная с нептуния и плутония

( Z = 93 - Z = 108)

Применение радиоактивных изотопов

Меченые атомы: химические свойства

Радиоактивных изотопов не отличаются

от свойств нерадиоактивных изотопов тех

же элементов. Обнаружить радиоактивные

изотопы можно по их излучению.

Применяют: в медицине, биологии,

криминалистике, археологии,

промышленности, сельском хозяйстве.

Cлайд 1

Радиоактивность 1) Открытие радиоактивности. 2) Природа радиоактивных излучений 3) Радиоактивные превращения. 4) Изотопы.

Cлайд 2

Изучая действие люминесцирующих веществ на фотопленку, французский физик Антуан Беккерель обнаружил неизвестное излучение. Он проявил фотопластинку, на которой в темноте некоторое время находился медный крест, покрытый солью урана. На фотопластинке получилось изображение в виде отчетливой тени креста. Это означало, что соль урана самопроизвольно излучает. За открытие явления естественной радиоактивности Беккерель в 1903 году был удостоен Нобелевской премии.

Cлайд 3

РАДИОАКТИВНОСТЬ – это способность некоторых атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра, испуская при этом различные частицы: Всякий самопроизвольный радиоактивный распад экзотермичен, то есть происходит с выделением тепла. АЛЬФА-ЧАСТИЦА (a-частица) – ядро атома гелия. Содержит два протона и два нейтрона. Испусканием a-частиц сопровождается одно из радиоактивных превращений (альфа-распад ядер) некоторых химических элементов. БЕТА-ЧАСТИЦА – испускаемый при бета-распаде электрон. Поток бета-частиц является одним из видов радиоактивных излучений с проникающей способностью, большей, чем у альфа-частиц, но меньшей, чем у гамма-излучения. ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЕ (гамма-кванты) – коротковолновое электромагнитное излучение с длиной волны меньше 2×10–10 м. Из-за малой длины волны волновые свойства гамма-излучения проявляются слабо, и на первый план выступают корпускулярные свойства, в связи с чем его представляют в виде потока гамма-квантов (фотонов).

Cлайд 4

Cлайд 5

Время, за которое распадается половина из начального числа радиоактивных атомов, называют периодом полураспада.

Cлайд 6

ИЗОТОПЫ – это разновидности данного химического элемента, различающиеся массовым числом своих ядер. Ядра изотопов одного элемента содержат одинаковое число протонов, но разное число нейтронов. Имея одинаковое строение электронных оболочек, изотопы обладают практически одинаковыми химическими свойствами. Однако по физическим свойствам изотопы могут различаться весьма резко.

Радиоактивность-явление самопроизвольного превращения неустойчивых
ядер
в
устойчивые,
сопровождающееся
испусканием частиц и излучением энергии.
Кучиев Феликс РТ-11
1

Антуан Анри Беккере́ль

Изображение
фотопластинки
Беккереля
В 1896 году Беккерель случайно открыл
радиоактивность
во
время
работ
по
исследованию фосфоресценции в солях урана.
Исследуя работу Рентгена, он завернул
флюоресцирующий материал - уронил сульфат
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»
2

Пьер Кюри
Мария Кюри
*В1898 г. Мария и Пьер Кюри открыли
радий
3

Виды радиоактивных излучений

*Естественная радиоактивность;
*Искусственная радиоактивность.
Свойства радиоактивных излучений
*Ионизируют воздух;
*Действуют на фотопластинку;
*Вызывают свечение некоторых веществ;
*Проникают через тонкие металлические пластинки;
*Интенсивность излучения пропорциональна
концентрации вещества;
*Интенсивность излучения не зависит от внешних
факторов (давление, температура,освещенность,
электрические разряды).
4

Проникающая способность радиоактивного излучения

5

* излучаются: два протона и два нейтрона
* проникающая способность: низкая
* облучение от источника: до 10 см
* скорость излучения: 20 000 км/с
* ионизация: 30 000 пар ионов на 1 см пробега
* биологическое действие радиации: высокое
Альфа излучение - это излучение тяжелых,
положительно заряженных альфа частиц, которыми
являются ядра атомов гелия (два нейтрона и два
протона). Альфа частицы излучаются при распаде более
сложных ядер, например, при распаде атомов урана,
радия, тория.
6

Бета излучение

* излучаются: электроны или позитроны
* проникающая способность: средняя
* облучение от источника: до 20 м

* ионизация: от 40 до 150 пар ионов на 1 см
пробега
* биологическое действие радиации: среднее
Бета (β) излучение возникает при превращении одного
элемента в другой, при этом процессы происходят в
самом ядре атома вещества с изменением свойств
протонов и нейтронов.
7

Гамма излучение

* излучаются: энергия в виде фотонов
* проникающая способность: высокая
* облучение от источника: до сотен метров
* скорость излучения: 300 000 км/с
* ионизация: от 3 до 5 пар ионов на 1 см
пробега
* биологическое действие радиации: низкое
Гамма (γ) излучение - это энергетическое электромагнитное
излучение в виде фотонов.
8

Радиоактивные превращения

9

Элементарные частицы

Джозеф Джон Томсон
Эрнест Резерфорд
Джеймс Чедвик
Открыл электрон
Открыл протон
Открыл нейтрон
10

Начиная с 1932г. Было открыто более 400 элементарных частиц

Элементарная частица – микрообъект, который
невозможно разделить на части, но может иметь
внутреннюю структуру.
11

Величины, характеризующие элементарные частицы

*Масса.
*Электрический заряд.
*Время жизни.
12

В 1931 г. английский
физик П.Дирак
теоретически
предсказал
существование
позитрона – античастицы
электрона.
13

В 1932 г. позитрон был
экспериментально открыт
американским физиком
Карлом Андерсоном.
В 1955 г. – антипротон, а в 1956 г.
антинейтрон.
14

ЭЛЕКТРОН – ПОЗИТРОННАЯ ПАРА
возникает при взаимодействии γ-кванта с
веществом.
γ→
е
+
+

РАДИОАКТИВНОСТЬ урок физики 11 класс

Слайд 2

РАДИОАКТИВНОСТЬ

Слайд 3

Открытие рентгеновских лучей дало толчок новым исследованиям. Их изучение привело к новым открытиям, одним из которых явилось открытие радиоактивности. Примерно с середины XIX стали появляться экспериментальные факты, которые ставили под сомнение представления о неделимости атомов. Результаты этих экспериментов наводили на мысль о том, что атомы имеют сложную структуру и что в их состав входят электрически заряженные частицы. Наиболее ярким свидетельством сложногостроения атома явилось открытие явления радиоактивности, сделанное французским физиком Анри Беккерелем в 1896 году.

Слайд 4

Уран, торий и некоторые другие элементы обладают свойством непрерывно и без каких-либо внешних воздействий (т.е. под влиянием внутренних причин) испускать невидимое излучение, которое подобно рентгеновскому излучению способно проникать сквозь непрозрачные экраны и оказывать фотографическое и ионизационное действие. Свойство самопроизвольного испускания подобного излучения получило название радиоактивности.

Слайд 5

Радиоактивность являлась привилегией самых тяжелых элементов периодической системы Д.И.Менделеева. Среди элементов, содержащихся в земной коре, радиоактивными являются все, с порядковыми номерами более 83, т. е. расположенные в таблице Менделеева после висмута.

Слайд 6

В 1898 году французские ученые Мария Склодовская-Кюри и Пьер Кюри выделили из уранового минерала два новых вещества, радиоактивных в гораздо более сильной степени, чем уран и торий. Так были открытыдва неизвестных ранее радиоактивных элемента – полоний и радий.

Слайд 7

Ученые пришли к выводу, что радиоактивность представляет собой самопроизвольный процесс, происходящий в атомах радиоактивных элементов. Теперь это явления определяют как самопроизвольное превращение неустойчивого изотопа одного химического элемента в изотоп другого элемента; при этом происходит испускание электронов, протонов, нейтронов или ядер гелия (α-частиц).

Слайд 8

Мария и Пьер Кюри в лаборатории СУПРУГИ КЮРИ За 10 лет совместной работы они сделали очень многое для изучения явления радиоактивности. Это был беззаветный труд во имя науки – в плохо оборудованной лаборатории и при отсутствии необходимых средств.

Слайд 9

Диплом лауреатов Нобелевской премии, врученный Пьеру и Марии Кюри В 1903 году за открытия в области радиоактивности супругам Кюри и А.Беккерелю была присуждена Нобелевская премия по физике.

Слайд 10

После открытия радиоактивных элементов началось исследование физической природы их излучения. Кроме Беккереля и супругов Кюри, этим занялся Резерфорд. В 1898 г. Резерфорд приступил к изучению явления радиоактивности. Первым его фундаментальным открытием в этой области было обнаружение неоднородности излучения, испускаемого радием.

Слайд 11

Опыт Резерфорда

Слайд 12

Виды радиоактивного излучения a-лучи - лучи b- лучи

Слайд 13

 - частица– ядро атома гелия. - лучи обладают наименьшей проникающей способностью. Слой бумаги толщиной около 0,1 мм для них уже не прозрачен. Слабо отклоняются в магнитном поле. У - частицы на каждый из двух элементарных зарядов приходится две атомные единицы массы. Резерфорд доказал, что при радиоактивном a - распаде образуется гелий.

Слайд 14

β - частицыпредставляют собой электроны, движущиеся со скоростями, очень близкими к скорости света. Они сильно отклоняются как в магнитном, так и в электрическом поле. β – лучи гораздо меньше поглощаются при прохождении через вещество. Алюминиевая пластинка полностью их задерживает только при толщине в несколько миллиметров.

Слайд 15

 - лучипредставляют собой электромагнитные волны. По своим свойствам очень сильно напоминают рентгеновские, но только их проникающая способность гораздо больше, чем у рентгеновских лучей. Не отклоняются магнитным полем. Обладают наибольшей проникающей способностью. Слой свинца толщиной в 1 см не является для них непреодолимой преградой. При прохождении  – лучей через такой слой свинца их интенсивность убывает лишь вдвое.

Слайд 16

Испуская α – и  - излучение, атомы радиоактивного элемента изменяются, превращаясь в атомы нового элемента. В этом смысле испускание радиоактивных излучений называют радиоактивным распадом. Правила, указывающие смещение элемента в периодической системе, вызванное распадом, называются правилами смещения.

Слайд 17

Виды радиоактивного распада a–распад -распад b-распад

Слайд 18

 – распадомназывается самопроизвольный распад атомного ядра на  – частицу (ядро атома гелия) и ядро-продукт. Продукт a – распадаоказывается смещенным на две клетки к началу периодической системы Менделеева.

Слайд 19

 – распадомназывается самопроизвольное превращение атомного ядра путем испускания электрона. Ядро – продукт бета-распада оказывается ядром одного из изотопов элемента с порядковым номером в таблице Менделеева на единицу большим порядкового номера исходного ядра.

Слайд 20

– излучение не сопровождается изменением заряда; масса же ядра меняется ничтожно мало. 

Слайд 21

Радиоактивный распад Радиоактивный распад – радиоактивное (самопроизвольное) превращение исходного (материнского) ядра в новые (дочерние) ядра. Для каждого радиоактивного вещества существует определенный интервал времени, на протяжении которого активность убывает в два раза.

Слайд 22

Закон радиоактивного распада Период полураспада Т – это время, в течение которого распадается половина наличного числа радиоактивных атомов. N0 – число радиоактивных атомов в начальный момент времени. N – число нераспавшихся атомов в любой момент времени.

Слайд 23

Используемая литература:

Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев Физика: учебник для 11 класса общеобразовательных учреждений. – М.: Просвещение, 2000 А.В. Перышкин, Е.М. Гутник Физика: учебник для 9 класса общеобразовательных учреждений. – М.: Дрофа, 2004 Е. Кюри Мария Кюри. – Москва, Атомиздат, 1973

Посмотреть все слайды

• Древнегреческий философ Демокрит предположил, что тела состоят из мельчайших частиц - атомов (в переводе неделимые).
• К концу XIX в. появились экспериментальные факты, доказывающие, что атом имеет сложную структуру.

Экспериментальные факты, доказывающие сложное строение атома

• Электризация тел
• Ток в металлах
• Явление электролиза
• Опыты Иоффе-Милликена

Открытие радиоактивности

в 1896 г. А. Беккерелем.

• Уран самопроизвольно испускает невидимые лучи

Свойства лучей

• Ионизируют воздух
• Разрежают электроскоп
• Не зависит от того, в какие соединения входит уран

83 – радиоактивны " width="640"

Исследования продолжили Мария и Пьер Кюри

• торий 1898г,
• полоний,
• радий (лучистый)

z 83 – радиоактивны

• - испускание ядрами некоторых элементов различных частиц: α -частиц; электронов; γ -квантов (α , β , γ -излучения).
• - способность атомов некоторых радиоактивных элементов к самопроизвольному излучению

Состав радиоактивного излучения

1899 г Э. Резерфорд

В магнитном поле пучок радиоактивного излучения разделялся на три составляющие:

• Положительно заряженные – α -частицы
• Отрицательно заряженные – β - частицы
• Нейтральная компонента излучения – γ -излучение

Все излучения обладают разной проникающей способностью

Задерживаются

• Лист бумаги 0,1 мм – α -частицы
• Алюминий 5 мм – α -частицы, β - частицы
• Свинец 1 см – α -частицы, β - частицы, γ -излучение

Природа α -частиц

• Ядра атомов гелия
• m = 4 а.е.м.
• q = 2 e
• V = 10000-20000 км/с

Природа β -частиц

• Электроны
• V = 0,99с
• с – скорость света

Природа γ -излучения

• Электромагнитные волны (фотоны)
• λ = 10 - 10 м
• Ионизируют воздух
• Действуют на фотопластинку
• Не отклоняются магнитным полем

ИНТЕРЕСНО!

Грибы являются накопителями радиоактивных элементов, в частности цезия. Все виды исследованных грибов можно разделить на четыре группы: - слабо накапливающие - опенок осенний; - средне накапливающие - белый гриб, лисичка, подберезовик; - сильно накапливающие - груздь черный, сыроежка, зеленуха; - аккумуляторы радионуклидов - масленок, польский гриб.

К СОЖАЛЕНИЮ!

• Жизнь обоих поколений ученых – физиков Кюри была в прямом смысле принесена ей в жертву науке. Мария Кюри, ее дочь Ирэн и зять Фредерик Жолио-Кюри умерли от лучевой болезни, возникшей в результате многолетней работы с радиоактивными веществами.
• Вот что пишет М.П.Шаскольская: «В те далекие годы, на заре атомного века, первооткрыватели радия не знали о действии излучения. Радиоактивная пыль носилась в их лаборатории. Сами экспериментаторы спокойно брали руками препараты, держали их в кармане, не ведая о смертельной опасности. К счетчику Гейгера поднесен листок из блокнота Пьера Кюри (через 55 лет после того, как в блокноте велись записи!), и ровный гул сменяется шумом, чуть ли не грохотом. Листок излучает, листок как бы дышит радиоактивностью...»

Радиоактивный распад

• - радиоактивное превращение ядер, происходящее самопроизвольно.