Радиоактивность как свидетельсво сложного строения атома

Радиоактивность как свидетельство

сложного строения атома.

Цель урока: познакомить учащихся с открытием радиоактивности Беккерелем, опытами по обнаружению сложного состава радиоактивного излучения; ввести понятия -, - и -лучей.

Ход урока.

1. ИНМ.

Сегодня на уроке мы переходим к изучению первичных, неразложимых далее частиц, на которых построена вся материя.

Первое предположение о строении вещества выдвинули примерно 2 500 лет назад древнегреческие философы Левкипп и Демокрит.

Демокрит развил и систематизировал классический атомизм – теорию, предложенную учителем Левкиппом. В этой теории предполагается, что мир состоит из твердых и неделимых (отсюда и слово atomos – неделимый) частиц материи, движущихся в пространстве. У атомов есть размер, форма, масса и скорость. Но у них нет никаких других качеств, вроде цвета или запаха. Демокрит считал, что подобные свойства субъективны, в противоположность тем, которые существуют в природе. Вот как можно коротко суммировать взгляды Демокрита:

«Атомы бесконечны по числу и бесконечно разнообразны по форме, они постоянно сталкиваются друг с другом, и образующиеся при этом поперечные движения и вихри суть начала миров.

Разнообразие вещей обусловлено разнообразием числа, размеров и сочетаний их атомов. Душа состоит из тонких, гладких и круглых атомов, подобных атомам огня. Эти атомы наиболее подвижны. Они проникают всюду, насыщая все тела, и их движения определяют явления жизни».

     Вера Демокрита в неизменный характер умопостигаемой Вселенной (неизменность атомов) и в изменчивость чувственно постигаемой Вселенной (субъективный характер свойств атомов) находилась в прямом противоречии с идеями Парменида, отрицавшего все и всякие изменения, и Гераклита, наоборот, отрицавшего всякое постоянство. Этика Демокрита также была чем-то средним между крайними позициями Парменида и Гераклита. Демокрит отрицал любые сверхъестественные причины человеческого поведения, считал глупостью веру в загробную жизнь и полагал, что правильные или неправильные действия человека определяются только его собственным разумом.

      Даже Аристотель, полностью отрицавший атомизм, считал, что труды Демокрита превзошли по глубине труды всех его предшественников и современников.

Но в конце XIX века было открыто сложное строение атомов, и был выделен электрон как составная часть атома.

Одним из довольно ярких свидетельств сложного строения атома явилось открытие явления радиоактивности, которое сделал французский физик Анри Беккерель.

Антуан Анри Беккерель был третьим в роду Беккерелей заведующим кафедрой прикладной физики в учреждении, которое сейчас носит название Национального музея естественной истории в Париже. Именно в этом здании произошло открытие, перевернувшее мир ХХ в.

Экспериментальный метод заключался в том, что Беккерель заворачивал фотопластинку в черную бумагу, располагал на пластинке образец солей урана (известный природный люминесцирующий минерал) и оставлял все это на подоконнике в своей лаборатории, чтобы солнечный свет мог вызвать свечение минерала (люминесценция всегда возникает только после внешнего стимулирующего воздействия). Опыты шли успешно: некоторые минералы, в частности соли урана, действительно испускали лучи и засвечивали пластинку. Для большего эффекта Беккерель подкладывал под кристаллы монеты и другие предметы и получал интересные силуэты, правда, очень слабые.

      В среду 26-го и четверг 27 февраля 1896 г. Беккерель приготовил несколько образцов кристаллов и прикрепил их к завернутым в бумагу фотопластинкам. Однако в эти дни стояла пасмурная погода, и Беккерель решил отложить опыт. Он считал, что ему необходим яркий солнечный свет. Пластинки были спрятаны в ящик стола и пролежали там три дня. Лишь 1 марта, с присущей ему аккуратностью, Беккерель решил их проявить, ожидая, в лучшем случае, увидеть слабые изображения. Все оказалось наоборот: изображения были очень четкими. Таким образом, какое-то излучение испускалось солями урана безо всякого стимулирования внешним источником света. Иными словами, это была не люминесценция. Так впервые, почти случайно, был обнаружен эффект, связанный с радиоактивными свойствами урана.

Двумя годами позднее, в 1898 г., М. Склодовская–Кюри и П. Кюри доказали, что аналогичным свойством обладает химический элемент торий (232Th). Затем они же открыли новые, ранее неизвестные, элементы – полоний 209Po и радий 226Ra – и предложили для наблюдаемого явления спонтанного испускания излучения некоторыми химическими элементами термин радиоактивность.

Этими открытиями ознаменовалось вступление человечества в новую эру овладения тайнами атомного ядра.

Радиоактивность – способность атомов химических элементов испускать радиоактивные лучи.

В 1899 г. английский физик Эрнест Резерфорд обнаружил, что радиоактивное излучение имеет сложный состав. Рассмотрим, как проводился этот опыт.

Природа излучения, испускаемого радиоактивными элементами, может быть выяснена, если поместить радиоактивный образец в постоянное магнитное поле, что дает возможность выяснить, несет ли испускаемое излучение электрический заряд определенного знака (положительно и отрицательно заряженные частицы отклоняются в разные стороны в магнитном поле). Далее можно исследовать проникающую способность радиоактивного излучения, ставя на его пути экраны из разных веществ и разной толщины.

Было выяснено, что существуют три типа радиоактивного излучения, получивших название альфа-, бета- и гамма-радиоактивности.

Альфа-лучи состоят из положительно заряженных частиц и обладают наименьшей проникающей способностью (они полностью поглощаются поставленным на их пути листком бумаги). Бета-лучи сильно отклоняются в противоположную альфа-лучам сторону, т.е. их заряд отрицателен. При этом пучок бета-лучей расширяется при отклонении, что свидетельствует о разных скоростях частиц в пучке. Проникающая способность бета-лучей много больше, чем у альфа-лучей. Наконец, гамма-лучи не несут заряда (они не отклоняются магнитным полем) и обладают очень большой проникающей способностью.

В результате серии экспериментов была выяснена природа этих лучей.

Существует три типа радиоактивности:

-частицы – ядро атома гелия,

-частицы – электроны,

-кванты – электромагнитное излучение.

III. Д. З.

§ 55

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/536921-radioaktivnost-kak-svidetelsvo-slozhnogo-stro