1. Вступительная часть 1-2 мин

2. Опрос 10 мин

3. Объяснение 25 мин

4. Закрепление 10 мин

5. Задание на дом 2-3 мин

II.. Опрос фундаментальный: Закон радиоактивного распада.

Задачи:

1. Период полураспада радиоактивного элемента 15 суток. За какое время произойдет уменьшение его активности в 4 раза?

2. -• Сколько β-частиц испускает в течение одного часа 1·10^-9 кг изотопа Na²⁴ , период полураспада которого равен 15 ч?

3. В некоторый момент времени счетчик радиоактивного излучения, рас­положенный вблизи препарата F¹⁸ , зафиксировал 100 отсчетов в секунду. Через 20 мин показание уменьшилось до 87 отсчетов в секунду. Опреде­лите период полураспада радиоактивного изотопа.

4. В начальный момент колония бактерий растет со скоростью, пропор­циональной числу наличных бактерий. Написать дифференциальное урав­нение, выражающее это соотношение. Как изменяется количество бакте­рий с течением времени?

Вопросы:

1. В каких случаях активность радиоактивного препарата можно считать постоянной величиной?

2. Отличается ли активность радиоактивных препаратов, если периоды полураспада радиоактивных ядер относятся как 2:1, а количество ядер как 1:2?

3. Чему, по вашему мнению, равен «период полураспада» населения, проживающего в данной местности. Как он зависит от качества жизни? Остается ли постоянной постоянная распада?

4. Зачем в люминофор, которым покрывают стрелки и шкалы приборов, добавляют немного солей радия?

5. Если бы 1 г радия, который получили супруги Кюри, остался от того радия, который был на Земле в момент её возникновения, то какова была тогда масса радия?

III. Ионизирующее и фотохимическое действие частиц, как основа раз­личных методов их обнаружения.

Счетчик Гейгера 1908 г (пример с машиной на откосе и летящей пулей). Устройство счетчика (рисунок на доске). Счетчик заполняют обычно аргоном при пониженном давлении. Принцип действия. Демонстрация.

Параллельно с громкоговорителем включить электросчетчик. Какие час­тицы может регистрировать счетчик? Можно ли измерить радиоактивность своего тела?

Примерно тогда же Резерфорд создал простейший сцинтилляционный счетчик – покрытый сернистым цинком экран, который под ударами альфа-частиц испускал слабые вспышки света.

Сцинтилляционный счетчик и полупроводниковый счетчик. Спинтарископ.

"Теперь я верю в существование атомов".

Мах

Камера Вильсона 1911 г(по диафильму). Герой мифа о Золотом руне Язон за­сеял по приказанию царя Колхиды Ээта драконовыми зубами поле Ареса. Язона спасла хитрость, когда семена проросли вооруженными войнами. Он бросил камень и, войны перебили друг друга. Ионы те же "камни", на которых начинается конденсация молекул насыщенного пара. Вот почему после росы в воздухе нет пыли и очень мало ионов. Демонстрация с камерой Вильсона. Вдоль трека α-частицы образуется 3· 10⁵ капелек тумана. По сравнению с α-частицами β-частицы образуют более тонкие следы (около 50 ионов на 1 см длины). Можно ли с помощью камеры Вильсона зарегистрировать нейтрон? Для полной обрисовки трека странной частицы со временем жизни порядка 10^-8 с необходима камера в сотни метров длиной.

Метод толстослойных фотоэмульсий (конец 1940 годов). Используемые для ядерной фотогра­фии эмульсии содержат больше бромистого серебра (его концентрация 82% и выше), причем с малыми размерами монокристаллов /0,2 -0,4 мкм/, эмульсионный слой делают толстым (400 - 600 мкм и даже 1-2 мм) без подложки, что дает возможность складывать эти слои в большие стопки. Если обычные стекла облучать, а потом поместить в кислоту, то на поверхности в местах попадания "проявляются" красивые звездные узоры.

Пузырьковая камера (1952 г, Д. Глазер). Цикл приготовления перегретой жидкости занимает около секунды.

Движение частиц в магнитных полях. Как определить направление движе­ния частицы; знак заряда частицы по виду трека? Чем отличаются треки электрона и альфа-частицы?

Искровые камеры (конец 1950 годов). Искровые камеры в тысячи раз опередили пузырьковые камеры и по скорости, и по числу детектируемых частиц.

В 1970 годах их сменили более совершенные аналоги – пропорциональные многопроводные камеры и дрейфовые камеры. Появились полупроводниковые детекторы – кремневые, германиевые. Кремневый детектор (микроскоп) состоит из разделенных узкими промежутками параллельных полос кремния шириной около 100 мкм. Пролетающая заряженная частица оставляет за собой трек из ионизованных атомов, который фиксируют электронные приборы. Удалось зарегистрировать В – мезоны (время жизни порядка 10^-13 с), которые распадаются, пролетев всего 300 мкм.

10 сентября 2008 года в 11 ч 15 мин по московскому времени был осуществлен запуск Большого адронного коллайдера, крупнейшего в мире ускорителя частиц. Чтобы зарегистрировать все рожденные в столкновениях частицы, потребовались детекторы – слоеные цилиндры (один из них имеет длину 46 м, диаметр 25 м и массу 40 т).

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ: Космические лучи открыл в 1912 году австрийский физик Виктор Гесс. Естественный радиоактивный фон был причиной ионизации газов, но ионизация должна уменьшаться с удалением от поверхности Земли. Ответ получился противоположный. Основной компонентой космических лучей оказались протоны с энергией 10¹³ – 10²⁰ эВ и даже выше (в 10⁶ раз больше, чем будет получена в Большом адронном коллайдере). Эти лучи в 10% случаев являются причиной сбоев в работе компьютерной техники и бортовых компьютеров на самолетах и спутниках.

IV. Демонстрация кинофрагмента.

V. § 88

"Если человек горит жаждой познания и проверяет свои рассуждения, сопоставляя их с данными опыта, каждый ученик будет признавать в нем брата по духу независимо от того, насколько малы знания этого человека".

К.С. Пирс

Урок 28. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА "ИЗУЧЕНИЕ ТРЕКОВ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ ПО ГОТОВЫМ ФОТОГРАФИЯМ".

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Научить учеников определять характеристики частиц по фотографиям их треков.

ТИП УРОКА: лабораторная работа.

ОБОРУДОВАНИЕ: фотографии треков, транспортир, калька, линейка.

ПЛАН УРОКА: