История открытия естественной радиоактивности

Цель урока: Образовательная: проследить историю открытия радиоактивности, ее физическую сущность. Сформировать у учащихся представления о биологическом действии радиоактивных излучений. Оценить положительные и отрицательные проявления этого открытия в современном обществе, расширить кругозор учащихся, способствовать развитию их интереса к изучению физики. Воспитательная: сформировать мировоззренческие идеи, связанные с использованием радиоактивности, воспитывать умение выслушивать товарища, уважать чужую точку зрения. Развивающая: развивать умение выделять главное, работать с дополнительной научно-популярной литературой, Internet, отстаивать свою точку зрения, приводить нужные аргументы, коротко, четко и быстро излагать свои мысли/

Мир сложен – Он полон событий, сомнений И тайн бесконечных, И смелых догадок. Как чудо природы Является гений И в хаосе этом Находит порядок.

Радиоактивное излучение Радиоактивность появились на земле со времени ее образования, и человек за всю историю развития своей цивилизации находился под влиянием естественных источников радиации. Земля подвержена радиационному фону, источниками которого служат излучения Солнца, космическое излучение, излучение от залегающих в Земле радиоактивных элементов.

Начало ХХ века стало временем фундаментальных естественнонаучных открытий, прежде всего в области физики и математики. Одним из фундаментальных открытий в области физики стало открытие радиоактивности, которое до некоторой степени было сделано случайно. Поговорим об этом открытии.

ВИЛЬГЕЛЬМ КОНРАД РЕНТГЕН Всемирную славу ученому принесло знаменитое открытие «нового типа лучей», которые теперь называют рентгеновскими. Это произошло в ноябре 1895 г. в Вюрцбургском университете, ректором которого был Рентген. Именно уникальный талант физика-экспериментатора, редкая наблюдательность и твердое правило во всем добиваться ясности позволили Рентгену открыть явление, которое в течение многих лет было буквально «под руками» у множества его коллег, экспериментировавших с теми же самыми приборами.

Антуан Анри Беккерель Антуан Анри Беккерель был третьим в роду Беккерелей заведующий кафедрой прикладной физики в учреждении, которое сейчас носит название Национального музея естественной истории в Париже. Именно здесь произошло открытие, перевернувшее мир ХХ в. Занятия физикой были традицией семьи Беккерелей. Отец и дед Антуана были известными учеными, именно отец заинтересовал Беккереля занятиями в области изучения люминесценции (свечения вещества)

Фильм «открытие радиоактивности Анри Беккерелем»

Беккерель хотел установить, испускают ли фосфоресцирующие вещества (калийуранилсульфат) рентгеновские лучи. Но наблюдал нечто другое. И, подобно Рентгену, в одиночку более полутора лет изучал открытое явление. В частности, установил, что источником нового вида лучей является элемент уран - последний в периодической системе. Друг Беккереля - Пьер Кюри и его супруга Мария Склодовская продолжили начатые им исследования. В 1898 г. они открыли новые радиоактивные элементы – полоний, радий, торий.

Фильм «руда»«руда»

Спустя четыре года, после изнурительной работы исследователи из нескольких тонн урановой руды выделили 0,1 грама радия. Мария предложила термин "радиоактивность« (излучение) и доказала, что она имеет атомарный характер. Так были созданы основные предпосылки для всестороннего изучения радиоактивности. Поэзия-та же добыча радия. В грамм добыча, -в год труды, Изводишь, единого слова ради, Тысячи тонн словесной руды. (Маяковский) Судьба оказалась неблагосклонной к основателям школы. Пьер Кюри трагически погиб 17 апреля 1906 г под колесами экипажа. Беккерель преждевременно скончался 25 августа 1908 г. Мария Кюри с дочерью Ирен в лаборатории

Мария Склодовская-Кюри продолжила исследования. Она получила поддержку со стороны государства. В Сорбонне была создана специально для нее Лаборатория радиоактивности. В 1914 г. закончилось строительство Института радия, и она стала его директором. До последних дней своих она следовала девизу Пьера: "Что бы ни случилось, надо работать". В 1911 г. она получила свою вторую премию - по химии.

В честь супругов Кюри получил свое название искусственно полученный трансурановый элемент с номером 96 - Кюрий. Среди элементов содержащихся в земной коре, радиоактивными являются все начиная с висмута, т.е. с порядковым номером более 83 в таблице элементов Менделеева.

Ирэн и Фредерик Жолио-Кюри, открывшие искусственную радиоактивность, были провозглашены лауреатами нобелевской премии в 1935 г.

Эрнест Резерфорд ( ) Великий английский физик, уроженец Новой Зеландии. Своими экспериментальными открытиями Резерфорд заложил основы современного учения о строении атома и радиоактивности. Он первым исследовал состав излучения радиоактивных веществ. Резерфорд открыл существование атомного ядра и впервые осуществил искусственное превращение атомных ядер. Все поставленные им опыты носили фундаментальный характер, отличались исключительной простотой и ясностью.

Три типа радиоактивности Было выяснено, что существуют три типа радиоактивного излучения, получившие название альфа-α лучи бета-β лучи гама-γ излучения.

Фильм опыт Резерфордаопыт Резерфорда

Альфа –лучи тяжелые частицы. Состоят из положительно заряженных частиц и обладают наименьшей проникающей способностью(они полностью поглощаются поставленным на их пути листком бумаги). Это ядра гелия (НЕ).

Бетта-лучи сильно отклоняются в противоположную альфа- лучам сторону, т.е. их заряд отрицателен. Бета-лучи представляют собой поток быстро летящих электронов. Их скорость близка к скорости света. При этом пучок бета-лучей расширяется при отклонении, что свидетельствует о разных скоростях частиц в пучке. Проникающая способность больше, чем у альфа-лучей.

Га́ма-излуче́ние (гама-лучи) вид электромагнитного излучения с чрезвычайно малой длиной волны < 5×10-³нм и, вследствие этого, ярко выраженными корпускулярными и слабо выраженными волновыми свойствами.

Дозы излучения и единицы измерения Действие ионизирующих излучений представляет собой сложный процесс. Эффект облучения зависит от величины поглощенной дозы, ее мощности, вида излучения, объема облучения тканей и органов. Для его количественной оценки введены специальные единицы, которые делятся на внесистемные и единицы в системе СИ. Сейчас используются преимущественно единицы системы СИ. В таблице дан перечень единиц измерения радиологических величин и проведено сравнение единиц системы СИ и внесистемных единиц. Основные радиологические величины и единицы Величина Наименование и обозначение единицы измерения Соотношения между единицами Внесистемные Си Активность нуклида, А Кюри (Ки, Ci)Беккерел ь (Бк, Bq) 1 Ки = 3.7*10 10 Бк 1 Бк = 1 расп/с 1 Бк=2.7* Ки Экспозицио нная доза, X Рентген (Р, R)Кулон/кг (Кл/кг, C/kg) 1 Р=2.58* Кл/кг 1 Кл/кг=3.88*10 3 Р Поглощенн ая доза, D Рад (рад, rad)Грей (Гр, Gy) 1 рад Гр 1 Гр=1 Дж/кг Эквивалент ная доза, Н Бэр (бэр, rem)Зиверт (Зв, Sv) 1 бэр=10 -2 Зв 1 Зв=100 бэр Интегральн ая доза излучения Рад-грамм (рад*г, rad*g) Грей- кг (Гр*кг, Gy*kg) 1 рад*г=10 -5 Гр*кг 1 Гр*кг=105 рад*г

Воздействие радиации на организм всегда негативно. В малых дозах радиационное излучение может стать катализатором процессов, приводящих к раку или генетическим нарушениям, а в больших Дозах часто приводит к полной или частичной гибели организма вследствие Разрушения клеток тканей. Кроме того, вследствие различной проникающей способности разных видов радиоактивных излучений они оказывают неодинаковое воздействие на организм. Вероятность повреждения тканей зависит от сумарной дозы и от величины дозировки, так как благодаря репарационным способностям большинство органов имеют возможность восстановиться после серии мелких доз. Орган Допустимая доза Красный косный мозг 0,5-1 ГР Хрусталик глаза 0,1-3 Гр. Почки 23 Гр. Печень 40 Гр. Мочевой пузырь 55 Гр. Зрелая хрящевая ткань >70 Гр. Примечание: Допустимая доза - сумарная доза, получаемая человеком в течение 5 недель

Если доза не превышает 50 Р, то лучевая болезнь исключается. Доза в 200 – 300 Р, полученная за короткий промежуток времени, может вызвать тяжелые радиационные поражения, но если такую же дозу облучения получить в течение нескольких месяцев – это не приведет к заболеванию, т.к. организм человека способен вырабатывать новые клетки т.е. идет процесс восстановления. Доза облучения может быть однократной и многократной. Однократным считается облучение, полученное за первые четверо суток, свыше – многократное. Однократное облучение человека дозой 100 Р и более называют острым облучением. Начальник пожарной охраны города Москвы генерал-майор В.М. Максимчук умер в 1994 году, а облучение получил в 1986 г., работая в Чернобыле по ликвидации катастрофы на АЭС. Через 8 лет, облучение дало о себе знать, 30 тыс. чернобыльцев находятся под постоянным медицинским наблюдением, 7 тыс. из числа облученных умерли.

Научный подвиг самопроизвольное излучение Уран Торий Радий Полоний α - лучи β- лучи γ - лучи ВИДЫ 1899 г. Э. Резерфорд α - лучи – ядра атома гелия β - лучи – поток электронов Радиактивность 1896 г. А.А.Беккерель 1898 г. Пьер и Мария Кюри

Начало нового ХХ века стало временем фундаментальных естественно- научных открытий, прежде всего в области физики и математики. · доказательство существования электромагнитных волн (Герц) · открытие рентгеновского излучения (Рентген) · открытие радиоактивности (Беккерель) · учение о высшей нервной деятельности (Павлов) · открытие первой элементарной частицы - электрона (Томсон) · открытие радия (Пьер и Мария Кюри) · открытие атомного ядра, планетарная модель атома (Резерфорд) · открытие сверхпроводимости металлов (Камерлинг-Оннес) · квантовая теория атома (Бор) · понятия и основная формула индуцированного излучения (Эйнштейн) 1934 – открытие искусственной радиоактивности и получение радиоактивных изотопов (И. и Ф.Жолио-Кюри)

И что особенно важно в мировоззренческом отношении, создание квантовой теории (1900), специальной (1905) и общей ( ) теорий относительности. Новые открытия резко поколебали прежние представления о строении мира. Более того, под сомнением оказалась считавшаяся прежде аксиомой идея познаваемости мира.

Тест: Ресурс: Тест к уроку "Радиоактивность как свидетельство сложного строения атомов" (N ) Вид ЦОР:Тест, Интерактивное задание Поставщик ЦОР:ФГУП "Издательство «Просвещение» Аннотация: Проверяет усвоение учебного материала Рубрикаторы: Класс 9 класс Предмет Физика Тематический рубрикатор (рубрикатор хранилища) Человек «Физика. 7-9 классы» (инновационный учебный материал) 4.1. Урок 1 Класс 9 класс Предмет Физика Тематический рубрикатор Человек«Физика. 7-9 классы»4.1. Урок 1

Домашнее задание: & 55, Стр.182 вопросы.

Для создания презентации были использованы: - И. Кюри «Мария Кюри» М: Атомиздат, 1973 г. - 1С: Репетитор Физика. Справочные материалы, 2000 г. - «Физика» приложение к «Первое сентября», 42, 1995 г. - Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия, в 10 частях, версия 2004 а также использованы кинофрагменты из фильмов: - Х\ф «Пьер и Мария Кюри» Жоржа Франье, Франция - «Мария» режиссер Кишитов Змагер, Польша -