РАДИОАКТИВНОСТЬ В 1896 г. французский физик А. Беккерель, изучая явление люминесценции солей урана, установил, что уран испускает лучи неизвестного типа. - презентация

1 РАДИОАКТИВНОСТЬ В 1896 г. французский физик А. Беккерель, изучая явление люминесценции солей урана, установил, что уран испускает лучи неизвестного типа. Таким образом, А.Беккерель обнаружил явление радиоактивности, т.е. способность некоторых химических элементов самопроизвольно испускать радиоактивные лучи. В 1896 г. французский физик А. Беккерель, изучая явление люминесценции солей урана, установил, что уран испускает лучи неизвестного типа. Таким образом, А.Беккерель обнаружил явление радиоактивности, т.е. способность некоторых химических элементов самопроизвольно испускать радиоактивные лучи. радиоактивность – (лат) radio – излучаю, aсtivus – действенный. радиоактивность – (лат) radio – излучаю, aсtivus – действенный г.физик Мария Склодовская-Кюри обнаружила аналогичное излучение у тория и, исследуя урановые руды, открыла новые радиоактивные химические элементы: полоний, радий. Позднее было установлено, что все химические элементы, начиная с порядкового номера 83, являются радиоактивными г.физик Мария Склодовская-Кюри обнаружила аналогичное излучение у тория и, исследуя урановые руды, открыла новые радиоактивные химические элементы: полоний, радий. Позднее было установлено, что все химические элементы, начиная с порядкового номера 83, являются радиоактивными. Мария Склодовская-Кюри Мария Склодовская-Кюри

2 В 1899 году под руководством английского ученого Э. Резерфорда, был проведен опыт, позволивший обнаружить сложный состав радиоактивного излучения. Информационная справка Эрнест Резерфорд английский физик, родился 30 августа 1871 г. в Новой Зеландии. Его исследования посвящены радиоактивности, атомной и ядерной физике. Своими фундаментальными открытиями в этих областях Резерфорд заложил основы современного учения о радиоактивности и теории строения атома. Умер 19 октября 1937 г. [3 c.24] В результате опыта, проведенного под руководством английского физика Эрнеста Резерфорда, было обнаружено, что радиоактивное излучение радия неоднородно, т.е. оно имеет сложный состав. Рассмотрим, как проводился этот опыт. Информационная справка Эрнест Резерфорд английский физик, родился 30 августа 1871 г. в Новой Зеландии. Его исследования посвящены радиоактивности, атомной и ядерной физике. Своими фундаментальными открытиями в этих областях Резерфорд заложил основы современного учения о радиоактивности и теории строения атома. Умер 19 октября 1937 г. [3 c.24] В результате опыта, проведенного под руководством английского физика Эрнеста Резерфорда, было обнаружено, что радиоактивное излучение радия неоднородно, т.е. оно имеет сложный состав. Рассмотрим, как проводился этот опыт.

3 На рисунке изображен толстостенный свинцовый сосуд с крупицей радия на дне. Пучок радиоактивного излучения радия выходит сквозь узкое отверстие и попадает на фотопластинку (излучение радия направлено во все стороны, но сквозь толстый слой свинца оно пройти не может). После проявления фотопластинки на ней обнаруживалось одно темное пятно – как раз в том месте, куда попадал пучок.

4 Потом опыт изменяли (рис.2), создали сильное магнитное поле, действовавшее на пучок. В этом случае на проявленной пластинке возникало три пятна: одно, центральное, было на том же месте, что и раньше, а два других – по разные стороны от центрального. Если два потока отклонились в магнитном поле от прежнего направления, значит, они представляют собой потоки заряженных частиц. Отклонение в разные стороны свидетельствовало о разных знаках электрических зарядов частиц. В одном потоке присутствовали только положительно заряженные частицы, в другом – отрицательно заряженные. А центральный поток представлял собой излучение, не имеющее электрического заряда. Потом опыт изменяли (рис.2), создали сильное магнитное поле, действовавшее на пучок. В этом случае на проявленной пластинке возникало три пятна: одно, центральное, было на том же месте, что и раньше, а два других – по разные стороны от центрального. Если два потока отклонились в магнитном поле от прежнего направления, значит, они представляют собой потоки заряженных частиц. Отклонение в разные стороны свидетельствовало о разных знаках электрических зарядов частиц. В одном потоке присутствовали только положительно заряженные частицы, в другом – отрицательно заряженные. А центральный поток представлял собой излучение, не имеющее электрического заряда.

5 Частицы, входящие в состав радиоактивного излучения. Положительно заряженные частицы назвали альфа-частицами, отрицательно заряженные – бета-частицами, а нейтральные – гамма квантами. Положительно заряженные частицы назвали альфа-частицами, отрицательно заряженные – бета-частицами, а нейтральные – гамма квантами. Некоторое время спустя в результате исследования некоторых физических характеристик и свойств этих частиц (электрического заряда, массы, проникающей способности) удалось установить, что гамма – кванты или лучи – это коротковолновое электромагнитное излучение, скорость распространения электромагнитного излучения такая же, как и у всех электромагнитных волн – км/с. Гамма – лучи проникают в воздух на сотни метров. Некоторое время спустя в результате исследования некоторых физических характеристик и свойств этих частиц (электрического заряда, массы, проникающей способности) удалось установить, что гамма – кванты или лучи – это коротковолновое электромагнитное излучение, скорость распространения электромагнитного излучения такая же, как и у всех электромагнитных волн – км/с. Гамма – лучи проникают в воздух на сотни метров. Бета – частицы представляют собой поток быстрых электронов, летящих со скоростями близкими к скорости света. Они проникают в воздух до 20 м. Бета – частицы представляют собой поток быстрых электронов, летящих со скоростями близкими к скорости света. Они проникают в воздух до 20 м. Альфа частицы – это потоки ядер атомов гелия. Скорость этих частиц Альфа частицы – это потоки ядер атомов гелия. Скорость этих частиц км/с, что превышает скорость современного самолета (1000 км/ч) в раз. Альфа – лучи проникают в воздух до 10 см км/с, что превышает скорость современного самолета (1000 км/ч) в раз. Альфа – лучи проникают в воздух до 10 см.

6 β -лучи - поток электронов – отрицательно заряженные частицы. a-лучи заряжены положительно, - это атомы гелия, они имеют значительно большую массу, чем. a-лучи заряжены положительно, - это атомы гелия, они имеют значительно большую массу, чем β-частицы. третий вид лучей -, не отклоняющиеся в самых сильных магнитных полях, представляет собой электромагнитное излучение. третий вид лучей - гамма-лучи, не отклоняющиеся в самых сильных магнитных полях, представляет собой электромагнитное излучение. Обозначение разных излучений первыми буквами греческого алфавита предложил Резерфорд. Природа радиоактивного излучения

7 Радиоактивные лучи обладали различной способностью проникать через разные материалы Радиоактивные лучи обладали различной способностью проникать через разные материалы

8 В 1898 г М. Склодовская-Кюри и др. ученые обнаружили излучение тория. В дальнейшем главные усилия в поисках новых элементов были предприняты М. Склодовской-Кюри и ее мужем П. Кюри. В 1898 г М. Склодовская-Кюри и др. ученые обнаружили излучение тория. В дальнейшем главные усилия в поисках новых элементов были предприняты М. Склодовской-Кюри и ее мужем П. Кюри. Систематическое исследование руд, содержащих уран и торий, позволило им выделить новый неизвестный ранее химический элемент – полоний 84, названный так в честь родины М. Склодовской- Кюри – Польши. Был открыт еще один элемент, дающий интенсивное излучение – радий 88, т.е. лучистый. Само же явление произвольного излучения было названо супругами Кюри радиоактивностью. Систематическое исследование руд, содержащих уран и торий, позволило им выделить новый неизвестный ранее химический элемент – полоний 84, названный так в честь родины М. Склодовской- Кюри – Польши. Был открыт еще один элемент, дающий интенсивное излучение – радий 88, т.е. лучистый. Само же явление произвольного излучения было названо супругами Кюри радиоактивностью.

9 Закрепление В чем заключается открытие, сделанное Беккерелем в 1896 г? В чем заключается открытие, сделанное Беккерелем в 1896 г? (Беккерель обнаружил, что химический элемент уран самопроизвольно, без внешних воздействий излучает неизвестные невидимые лучи) (Беккерель обнаружил, что химический элемент уран самопроизвольно, без внешних воздействий излучает неизвестные невидимые лучи) Кто из ученых занимался исследованием данных лучей? Кто из ученых занимался исследованием данных лучей? (А. Беккерель, М. и П. Кюри, Э.Резерфорд) (А. Беккерель, М. и П. Кюри, Э.Резерфорд) Как и кем было названо явление самопроизвольного излучения некоторыми атомами? Как и кем было названо явление самопроизвольного излучения некоторыми атомами? (М. и П. Кюри, радиоактивность) (М. и П. Кюри, радиоактивность) В ходе исследования явления радиоактивности, какие неизвестные ранее химические элементы были открыты? В ходе исследования явления радиоактивности, какие неизвестные ранее химические элементы были открыты? (полоний и радий) (полоний и радий) Как были названы частицы, входящие в состав радиоактивного излучения? Как были названы частицы, входящие в состав радиоактивного излучения? Что представляют собой эти частицы? Что представляют собой эти частицы? (Гамма-кванты или лучи – это коротковолновое электромагнитное излучение. Бета – частицы представляют собой поток быстрых электронов, летящих со скоростями близкими к скорости света. Альфа частицы – это потоки ядер атомов гелия. Скорость этих частиц км/с) (Гамма-кванты или лучи – это коротковолновое электромагнитное излучение. Бета – частицы представляют собой поток быстрых электронов, летящих со скоростями близкими к скорости света. Альфа частицы – это потоки ядер атомов гелия. Скорость этих частиц км/с) О чем свидетельствует явление радиоактивности? О чем свидетельствует явление радиоактивности? (Явление радиоактивности, т.е. самопроизвольного излучения веществом – частиц, наряду с другими экспериментальными фактами, послужило основанием для предположения о том, что атомы вещества имеют сложный состав). (Явление радиоактивности, т.е. самопроизвольного излучения веществом – частиц, наряду с другими экспериментальными фактами, послужило основанием для предположения о том, что атомы вещества имеют сложный состав).

10 1903 г. Джозеф Томсон предложил одну из первых модель строения атома. Атом – шар, по всему объёму которого равномерно распределён положительный заряд. Атом – шар, по всему объёму которого равномерно распределён положительный заряд. Внутри шара находятся электроны. Внутри шара находятся электроны. Каждый электрон может совершать колебательные движения около своего положения равновесия. Каждый электрон может совершать колебательные движения около своего положения равновесия. Положительный заряд шара равен по модулю суммарному заряду электронов, поэтому заряд атома в целом равен нулю. Положительный заряд шара равен по модулю суммарному заряду электронов, поэтому заряд атома в целом равен нулю.

11

12 Модель Томсона нуждалась в экспериментальной проверке. Важно было проверить, действительно ли положительный заряд распределён по всему объёму атома с постоянной плотностью. В 1911 г. Эрнест Резерфорд совместно со своими сотрудниками провёл ряд опытов по исследованию состава и строения атомов.

13 Идея опыта Резерфорда : Зондировать атом альфа–частицами. Зондировать атом альфа–частицами. Альфа-частицы возникают при распаде радия. Альфа-частицы возникают при распаде радия. Масса альфа-частицы в 8000 раз больше массы электрона. Масса альфа-частицы в 8000 раз больше массы электрона. Электрический заряд альфа-частицы в 2 раза больше заряда электрона. Электрический заряд альфа-частицы в 2 раза больше заряда электрона. Скорость альфа-частицы около км/с. Скорость альфа-частицы около км/с. Альфа-частицы является ядром атома гелия. Альфа-частицы является ядром атома гелия.

14 Схема экспериментальной установки Резерфорда. Схема экспериментальной установки Резерфорда. (вся установка помещается в вакуум) В ходе эксперимента обнаружили: 1. В отсутствии фольги – на экране появлялся светлый кружок напротив канала с радиоактивным веществом. 2. Когда на пути пучка альфа-частиц поместили фольгу, площадь пятна на экране увеличилась. 3. Помещая экран сверху и снизу установки, Резерфорд обнаружил, что небольшое число альфа-частиц отклонилось на углы около Единичные частицы были отброшены назад.

15 Опыт Резерфорда по рассеянию альфа-частиц г. - Э. Резерфорд ставит опыт по рассеянию альфа- частиц. Пучок aльфа-частиц пропускался через тонкую золотую фольгу г. - Э. Резерфорд ставит опыт по рассеянию альфа- частиц. Пучок aльфа-частиц пропускался через тонкую золотую фольгу. Золото было выбрано как очень пластичный материал, из которого можно получить фольгу толщиной практически в один атомный слой. Золото было выбрано как очень пластичный материал, из которого можно получить фольгу толщиной практически в один атомный слой.

16 В ходе эксперимента обнаружили: 1. В отсутствии фольги – на экране появлялся светлый кружок напротив канала с радиоактивным веществом. 1. В отсутствии фольги – на экране появлялся светлый кружок напротив канала с радиоактивным веществом. 2. Когда на пути пучка альфа-частиц поместили фольгу, площадь пятна на экране увеличилась. 2. Когда на пути пучка альфа-частиц поместили фольгу, площадь пятна на экране увеличилась. 3. Помещая экран сверху и снизу установки, Резерфорд обнаружил, что небольшое число альфа-частиц отклонилось на углы около Помещая экран сверху и снизу установки, Резерфорд обнаружил, что небольшое число альфа-частиц отклонилось на углы около Единичные частицы были отброшены назад. 4. Единичные частицы были отброшены назад.

17 Противоречие модели Томсона с экспериментом: 1. Так как масса электронов мала, они не могут заметно изменить траекторию движения альфа-частиц. 1. Так как масса электронов мала, они не могут заметно изменить траекторию движения альфа-частиц. 2. Заметное рассеивание альфа-частиц может вызвать только положительная часть атома и лишь в том случае, если она сконцентрирована в очень малом объёме. 2. Заметное рассеивание альфа-частиц может вызвать только положительная часть атома и лишь в том случае, если она сконцентрирована в очень малом объёме.

18 Выводы из опыта по рассеиванию альфа-частиц Резерфорда: 1. Существует атомное ядро, 1. Существует атомное ядро, т.е. тело малых размеров, в котором сконцентрирована почти вся масса атома и весь положительный заряд. т.е. тело малых размеров, в котором сконцентрирована почти вся масса атома и весь положительный заряд. 2. В ядре сконцентрирована почти вся масса атома. 2. В ядре сконцентрирована почти вся масса атома. 3. Вокруг ядра по замкнутым орбитам вращаются отрицательные частицы- электроны. 3. Вокруг ядра по замкнутым орбитам вращаются отрицательные частицы- электроны. 4. отрицательный заряд всех электронов распределён по всему объёму атома. 4. отрицательный заряд всех электронов распределён по всему объёму атома. Ядерная модель атома: Ядерная модель атома:

19 Резерфорд установил, что: Резерфорд установил, что: Атом имеет в центре ядро, размеры которого во много раз меньше размеров самого атома. Атом имеет в центре ядро, размеры которого во много раз меньше размеров самого атома. Вокруг ядра по орбитам движутся электроны. Почти вся масса атома сконцентрирована в его ядре. Вокруг ядра по орбитам движутся электроны. Почти вся масса атома сконцентрирована в его ядре. Суммарный отрицательный заряд всех электронов равен суммарному положительноиу заряду ядра атома и компенсирует его. Суммарный отрицательный заряд всех электронов равен суммарному положительноиу заряду ядра атома и компенсирует его.

20 1911 г. - Резерфорд предложил современную ядерную (планетарную) модель строения атома Резерфорд шел к своему открытию строения атома в течение 5 лет. Долгих пять лет проводил он опыты по исследованию строения атома. Резерфорд шел к своему открытию строения атома в течение 5 лет. Долгих пять лет проводил он опыты по исследованию строения атома.

21 Процесс прохождения альфа-частиц сквозь атомы фольги в опыте Резерфорда с точки зрения ядерной модели. На этом рисунке показано, как меняется траектория полёта альфа-частиц в зависимости от расстояния от ядра атома. На этом рисунке показано, как меняется траектория полёта альфа-частиц в зависимости от расстояния от ядра атома.

22

23 Недостаток планетарной модели атома: Нельзя объяснить факт существования атома; Нельзя объяснить факт существования атома; Нельзя объяснить устойчивость атома. Нельзя объяснить устойчивость атома.

24 Ключевые фигуры в создании модели атома: Демокрит – высказал идею, что все тела состоят из неделимых частиц – атомов, Демокрит – высказал идею, что все тела состоят из неделимых частиц – атомов, Томсон – открыл электрон и предложил первую модель атома, Томсон – открыл электрон и предложил первую модель атома, Резерфорд – планетарная модель атома, Резерфорд – планетарная модель атома, Чедвик – открыл нейтрон, создав окончательный вариант планетарной модели атома Чедвик – открыл нейтрон, создав окончательный вариант планетарной модели атома

25 Вопросы на закрепление: 1. В чём заключается сущность модели Томсона? 1. В чём заключается сущность модели Томсона? 2. В чём заключалась идея опыта Резерфорда? 2. В чём заключалась идея опыта Резерфорда? 3. Объясните по схеме опыт Резерфорда по рассеиванию альфа-частиц. (Схема экспериментальной установки Резерфорда.) 3. Объясните по схеме опыт Резерфорда по рассеиванию альфа-частиц. (Схема экспериментальной установки Резерфорда.)(Схема экспериментальной установки Резерфорда.)(Схема экспериментальной установки Резерфорда.) 4. Объясните причину рассеивания альфа-частиц атомами вещества. 4. Объясните причину рассеивания альфа-частиц атомами вещества. 5. В чём сущность планетарной модели атома? 5. В чём сущность планетарной модели атома?

26 К СОЖАЛЕНИЮ ! Жизнь обоих поколений ученых – физиков Кюри была в прямом смысле принесена ей в жертву науке. 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. 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...» 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...»