4. Как выводится закон радиоактивного распада и почему он носит экспоненциальный характер? Какой физический смысл имеют его основные характеристики?

Пусть из N имеющихся радиоактивных ядер за время dt распадается dN ядер. Число ядер, оставшихся нераспавшимися, уменьшится на dN. Так как ядра распадаются независимо, то dN будет прямо пропорционально начальному общему числу  ядер и интервалу времени dt, то есть: d = - dt, где  - характеристика (константа) сорта ядер.  = - d/dt - вероятность распада 1 ядра за 1 с называется постоянной распада. Знак минус отражает то, что d  0, то есть число ядер  убывает со временем. Тот факт, что dN  N, то есть элементарное изменение величины пропорционально ее значению, обусловливает экспоненциальный характер, закон ее изменения. Для получения этого закона проинтегрируем имеющееся дифференциальное соотношение:

- закон радиоактивного распада ядер (ЗРРЯ).

П

олучили экспоненциальный характер убывания числа  ядер, оставшихся нераспавшимися к моменту времени t. Характерным параметром этого распада являются среднее время  жизни ядер, представляющее собой такое время, за которое число ядер оставшихся нераспавшимися, уменьшается в е = 2,72 раз. Постоянная распада  оказывается обратной среднему времени жизни ядер  = 1/. Действительно, при t = 1/ = 1/ , () = _ое^-t/ = _о/е.

Чаще используется такая временная характеристика распада ядер, как период полураспада Т - время, за которое число нераспавшихся ядер уменьшается в 2 раза.

При t = Т, (Т) = _ое^-Т = _о/2  Т = ln2/ =  ln2  0,7.

Быстроту распада ядер характеризуют величиной А, называемой активностью, измеряемой числом распадов в секунду.

Единица активности - беккерель - один распад в секунду, или кюри: 1 Кю = 3,710¹⁰ Бк (расп/с).

Охарактеризуйте физическую сторону метода исследования в работе, объясните вывод расчётных формул и полученные в работе результаты.

Работа № 47 ПОГЛОЩЕНИЕ СВЕТА

1. Почему и как вещество поглощает свет? Какие энергетические преоб­разования происходят при поглощении света веществом? Как и почему поглощение света веществом зависит от агрегатного состояния ве­щества?

2. При каких условиях закон поглощения света веществом оказывается экспоненциальным? Каковы основные характеристики поглощения света веществом, как они взаимосвязаны и от чего и почему зависят?

3. Дайте характеристику физической стороне метода исследования погло­щения света веществом в данной работе. Какие физические идеи и за­кономерности лежат в основе принципа действия экспериментальной установки?

4. Дайте теоретическое объяснение полученным в работе результатам и зависимостям. В какой мере полученные в работе результаты соот­ветствуют ее цели и теоретическим ожиданиям?

1 Белым называют обычный (естественный, видимый свет), включающий в себя «семь цветов радуги».

2 Волновой обычно называют поверхность, до которой в данный момент дошли колебания волны. Такую поверхность еще

называют фронтом волны. Она является эквифазовой поверхностью, то есть все ее точки колеблются в одинаковой фазе.

3 Спектром в математике называют совокупность значений, который может принимать та или иная величина. В оптике под спектром обычно понимают совокупность частот (или длин волн), испускаемых каким-либо источником света.

4 Под световым потоком Ф понимают величину, равную энергии излучения, падающего на поверхность за единицу времени.

5 Красную границу фотоэффекта часто выражают через максимальную длину волны света _о = с_о; для многих веществ она лежит в красном диапазоне света.

6 Световой поток Ф представляет собой мощность излучения, падающего на поверхность, а интенсивность излучения есть поверхностная плотность светового потока, то есть мощность излучения, приходящаяся на единицу площади.

1 Спектром в математике называют совокупность значений, который может принимать та или иная величина. В оптике под спектром обычно понимают совокупность частот (или длин волн), испускаемых каким-либо источником света.

7 Обычные «механические» соударения легкого электрона с гораздо более массивным атомом ртути носят упругий характер – практически без изменения энергии электрона. При неупругих соударениях энергия электрона расходуется на возбуждение атома ртути, то есть переходит во внутреннюю энергию атома.

8 Стационарное состояние с наименьшей энергией называется основным.

9 Возможны переходы электрона в атоме «сверху вниз» и без излучения кванта света. В этом случае энергия возбуждения отдается обычно решетке твердого тела, то есть в виде внутренней, тепловой энергии.

10 Обычно соударения легкого электрона с массивным атомом ртути носят упругий характер – без изменения энергии электрона.

11 В связи с этим протон и нейтрон можно считать двумя состояниями одной и той же частицы – нуклона.

12 При соединении нуклонов в ядро, с них за счет взаимодействия, как бы "снимается стружка", и в результате масса ядра оказывается меньшей, чем масса составляющих его, но не взаимодействующих нуклонов.