1. Вступительная часть 1-2 мин

1. Опрос 10 мин

2. Объяснение 20 мин

3. Закрепление 10 мин

4. Задание на дом 2-3 мин

II. Опрос фундаментальный: 1. Естественная радиоактивность. 2. Состав радиоактивного излучения. 3. Правило смещения.

Вопросы:

1. Почему в опытах Резерфорда (1903 г.) радиусы траектории α - частиц в сотни раз превышали радиусы траекторий β - частиц в опыте Беккереля (1899 г.)?

2. В ядро какого элемента превращается ядро изотопа тория Тh , если оно претерпевает три последовательных α-распада?

3. В результате какого радиоактивного распада ядро Na превращается в ядро магний-22?

4. Почему α - частицы, испускаемые радиоактивными препаратами, не могут вызвать ядерных реакций в тяжелых элементах?

5. Почему при альфа - распаде одинаковых ядер энергии α - частиц одина­ковы, а при бета - распаде одинаковых ядер энергии β - частиц различны?

6. Одним из методов урановой разведки стало измерение потоков гелия, восходящих из глубинных пластов Земли (гелиеметрия). Почему?

7. Почему бета – распад следует считать нуклонным, а не внутриядерным процессом, как альфа – распад?

8. Возраст Земли – несколько миллиардов лет, а период полураспада радия – 1620 лет. Почему же на Земле ещё сохранился радий?

9. Почему вылетающие из ядра при - распаде электроны могут иметь разные энергии?

10. Впишите недостающую частицу или ядро: а) ; б) в)

Задачи:

1. Какая энергия выделяется при β-распаде ядра углерода C и его превращении в ядро азота N? m_C = 14,00324 а.е.м.

2. Изотоп Ро может распадаться с испусканием либо α -, либо β - частицы. Какая энергия выделяется в каждом из этих случаев?

m _{Po =} 218,008969 а.е.м., m_pb= 213,99980 а.е.м. , m_At =218,0087 а.е.м.

3. Гамма-излучением (поглощением) называется электромагнитное излучение, возникающее при переходе атомных ядер из возбужденных состояний в более низкие энергетические состояния и наоборот. Ядро атома олова Sn движется со скоростью 63 м/с и испускает γ-квант в том же направлении. Этот γ - квант поглощается неподвижным и свободным ядром олова. Найдите энергию γ - кванта. Энергия покоя ядра олова Е₀ = 113 ГэВ. При испускании и поглощении происходит переход между одними и теми же энергетическими уровнями ядра.

I II. Период полураспада (Т) - промежуток времени, в течение которого распадается половина из наличного числа атомов данного радиоактив­ного элемента.

Примеры: T _U = 4,5·10⁹ лет. Т _Ra = 1620 лет.

Вывод закона радиоактивного распада с демонстрацией на магнитной доске и одновременное построение графика. Основная N = N₀· и полезная формулы lg

Cтатистический характер закона радиоактивного распада. Демонстрация с бросанием монет и построение графика распада.

Понятие об активности радиоактивного элемента. Если в момент времени t образец содержит N(t) радиоактивных атомов, то в момент времени t + Δt их останется N(t +Δt).Активность препарата: А = lim

Сравнивая, получим

N - Принимает только целые значения.

Единица активности в Си: 1 Бк = 1 расп/с. 1 Ки (Кюри) = 3,7·10¹⁰ расп/с.

Определение возраста образца:

Радиоуглеродный метод: Изотоп С (T = 5730 лет) непрерывно обра­зуется в верхних слоях атмосферы под действием нейтронов вторичного космического излучения: N + n → С+ р (из-за постоянства по­тока нейтронов устанавливается динамическое равновесие и концентра­ция C остается неизменной: 15 β-распадов на 1 г углерода: ⁾. После смерти организма концентрация С снижается. Почему?

Дополнительная информация: В 1957 году чета Ионссонов продала свой дом и переехала в Рейкьявик. Спустя неделю стариков арестовали за преднамеренное убийство. С помощью радиоуглеродного метода удалось установить, что убийство совершено в 1350 году?!

IV. Задачи:

1. Имелось некоторое количество радиоактивного радона. Количество радона уменьшилось в 8 раз за 11 ,4 дня. Каков период полураспада радона?

2. Изотоп водорода Н (тритий) имеет период полураспада 12,33 года. Его можно использовать для датировки предметов, возраст которых не превышает 100 лет. Тритий образуется в верхних слоях атмосферы и переносится на Землю с дождем. Определите возраст бутылки вина, если активность трития в нем составляет 1/10 активности в молодом вине.

3. Образец руды содержит уран и свинец Pb-206. Считая, что образец содержит 0,85 г изотопа РЬ -206 на каждый грамм изотопа U-238, определите возраст данного образца руды.

4. Сколько кубических миллиметров гелия выделяется в результате рас­пада 1 г радия в течение года? Считать, что гелий находится при нор­мальных условиях.

5. В свинцовый контейнер массой 5 кг поместили радиоактивный источник, после чего через 3 ч температура контейнера повысилась на 3,2 К. Известно, что данный радиоактивный источник испускает -частицы с энергией 5 МэВ, которые полностью поглощаются контейнером. Определите активность источника, если теплоемкостью источника и теплообменом с окружающей средой можно пренебречь.

V.

§ 92 Упр. 13, № 2,3

1. По справочнику определите периоды полураспада радиоактивных изотопов, образующихся при взрыве атомной бомбы.

2. Подготовить пятиминутное сообщение о жизни и научной деятельности П. Кюри и М. Кюри.

3. Предложите проект γ-лазера.

4. Почему в природе нет химических элементов с порядковыми номерами 85 и 87 и, их получают искусственно? А почему нет элементов с порядковыми номерами 43 и 61?

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ:

1. Возраст археологических образцов можно определить по содержанию в них радиоактивного углерода С, период полураспада которого 5730 лет. Радиоактивность атмосферного углерода 0,255 Бк на грамм углерода. Найдите возраст находки, у которой 100 мг углерода дают 35 распадов в час.

2. Площадь поверхности озера, покрываемая одной кувшинкой, каждый день увеличивается вдвое. Через десять дней вся поверхность озера оказывается, покрыта ею. За сколько дней покроют все озеро две вол­шебные кувшинки?

3. Известно, что радий массой 1 г за время 1 с дает 3,7·10¹⁰ ядер гелия. Каково будет давление гелия, образующегося в герметичной ампуле вместимостью 1 см³, в которой в течение года находилось 100 мг радия? Температура ампулы 15⁰С.

4. Чтобы достичь первого миллиарда, человечеству потребовалось более миллиона лет, второй миллиард был достигнут за 100 лет, третий – за 40 лет, четвертый - за 15 лет, пятый - за десять. За какое время будет достигнут десятый миллиард? Темпы роста увеличиваются практи­чески по экспоненте.

"В микромир бы мне пробраться,

В мир незримых величин,

В край, где корни коренятся

Всех последствий и причин;

В царство малых измерений

Вникнуть, где на миллион

Действенных микромгновений

Миг обычный расщеплен".

Вадим Шефнер

Урок 27. МЕТОДЫ РЕГИСТРАЦИИ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ

ЦЕЛЬ УРОКА: Познакомить учеников со способами регистрации радиоак­тивных излучений.

ТИП УРОКА: комбинированный.

ОБОРУДОВАНИЕ: счетчик Гейгера, выпрямитель ВУП-2, громкоговоритель, электросчетчик "Кварц", камера Вильсона. Диафильм "Трековые приборы в ядерной физике", кинофрагмент "Обнаружение радиоактивных излучений".

ПЛАН УРОКА: