27. Досліди Резерфорда:

На металеву фольгу F, розташовану в центрі вакуумної камери К, спрямовували потік α-частинок (ядер гелію), які вилітали з радіоактивного препарату R; через мікроскоп М спостерігали (за спалахами світла на екрані S з сірчистого цинку) їх розсіювання фольгою.

Мікроскоп разом з екраном обертали навколо осі, що проходила через центр камери; це дозволяло реєструвати α-частинки, розсіювані під різними кутами. Було виявлено, що більшість частинок проходять крізь фольгу майже безперешкодно, але невелика кількість частинок відкидається майже назад, відхиляючись ядром.

Експерименти переконливо довели недостовірність моделі Томсона та існування ядер в атомах. Таким чином, було обґрунтовано ядерну модель атома (атом Резерфорда).

Ядерна модель атома:

- в цілому атом порожній. Майже вся його маса сконцентрована в ядрі діаметром d ~ 10-15 м.

- ядро несе в собі заряд q+, величина якого за модулем дорівнює заряду електрона, помноженому на порядковий номер цього елемента в таблиці Менделєєва.

- оскільки атом електрично нейтральний, то позитивний заряд ядра компенсує заряд електронів, які мають рухатись навколо ядра, подібно до планет навколо Сонця. Кількість електронів дорівнює порядковому номеру елемента в таблиці Менделєєва. Таку модель атома Резерфорд назвав планетарною моделлю атома.

Квантові постулати Бора:

Атомна система може перебувати тільки в особливих стаціонарних, або квантових станах, кожному з яких відповідає певна енергія. У стаціонарному стані атом енергію не випромінює.

Перехід атома з одного стаціонарного стану в інший супроводжується випромінюванням чи поглинанням фотонів.

27. Неперервний спектр - спектр в якому представлені всі довжини хвиль від червоного до фіолетового.

Лінійчастий спектр - сукупність окремих світлових ліній різних кольрів на темному фоні.

Темні лінії на фоні неперервного спектра - це лінії поглинання, які в сукупності утворюють спектр поглинання.

Спектр випромінювання:

Досліди показують що неперервний спектр випромінює розжарені тверді і рідкі тіла. Гази можуть випромінювати непевний спектр тоді, коли вони перебувають під досить великим тиском. Ця обставина свідчить про те, що існування непевного спектра обумовлено не тільки властивостями окремих випромінюючих атомів, а дуже залежать від взаємодії атомів між собою.

Спектральний аналіз — сукупність методів визначення складу (наприклад, хімічного) об'єкта, заснований на вивченні спектрів взаємодії матерії з випромінюванням: спектри електромагнітного випромінювання, радіації, акустичних хвиль, розподілу за масою та енергією елементарних частинок та інше. Спектральний аналіз ґрунтується на явищі дис­персії світла.

Застосування спектрального аналізу: (в астрономії)

Найважливішим джерелом інформації про більшість космічних об'єктів є їхнє випромінювання. Дістати найцінніші й найрізноманітніші відомості про тіла дає змогу спектральний аналіз їхнього випромінювання. За допомогою цього методу можна встановити якісний і кількісний хіміч­ний склад світила, його температуру, наявність магнітного поля, швидкість руху та багато іншого.

27. Радіоакти́вність — явище спонтанного перетворення нестійкого ізотопа хімічного елемента в інший ізотоп (зазвичай іншого елемента) (радіоактивний розпад) шляхом випромінювання гамма-квантів, елементарних частинок або ядерних фрагментів.

Якщо в початковий момент часу (t= 0) було Nо радіоактивних ядер, то за період піврозпаду Т кількість їх стане вдвічі меншою ще через такий самий час Т їх уже буде в 4-и рази менше і т.д. Тобто за n періодів піврозпаду радіоактивними залишаться лише (N=N0*(1/2^n)=N0*2^-t/T)

А́льфа-части́нка (α-частинка) — позитивно заряджена, високоенергетична частинка, яка випромінюється ядрами деяких радіоактивних атомів. Потік α-частинок іноді називають α-променями. Кожна альфа-частинка складається з 2 нейтронів і 2 протонів, тобто є ядром атома гелію.

Бета-випромінювання - це потік електронів, що виникає при бета-розпаді; для захисту від бета-часток енергією до 1 МЕВ достатньо алюмінієвої пластини завтовшки декілька мм.

Га́мма-випромі́нювання або гамма-промені — електромагнітне випромінювання найвищої енергії з довжиною хвилі меншою за 1 ангстрем.

27. Найпростіший із пристроїв першого типу (що використовувався в експериментах у лабораторії Резерфорда) — спінтарископ (а). Альфа-частинки, що вилітають із нанесеної на вістря 1 радіоактивної речовини, потрапляють на вкритий сірчистим цинком екран 2 і викликають окремі спалахи свічення (сцинтиляції), які можна спостерігати через лінзу 3. Підрахунок спалахів виконував експериментатор.

Лічильник Гейгера (б) складається з наповненої аргоном трубки 2. Дослі-джувана частинка пролітає через неї, іонізує газ, замикаючи коло між катодом 3 і анодом 1, і створює імпульс напруги на навантаженні (резисторі R).

Камера Вільсона (в) являє собою циліндр із поршнем, заповнений сумішшю газу (аргон або азот) з насиченою парою води або спирту. Перед дослідженням розширюють газ поршнем, переохолоджуючи пару. Досліджувана частинка пролітає крізь камеру, іонізує атоми газу, на яких конденсується пара, створюючи краплинний трек (слід).

Дональд Глезер сконструював бульбашкову камеру, в якій можна досліджувати частинки значно більшої енергії, ніж у камері Вільсона, бо густина робочої речовини камери Глезера (зріджені пропан або водень) значно більша за густину робочої речовини камери Вільсона. У перегрітій перед дослідженням (шляхом миттєвого зменшення тиску) рідині досліджувана частинка створює бульбашковий трек.

Л. В. Мисовський і А. П. Жданов розробили метод товстошарових фотоемульсій. Швидка заряджена частинка, пронизуючи кристалик AgBr фотоемульсії, відриває електрони від атомів Br. Ланцюжок таких кристаликів утворює приховане зображення, яке під дією хімічного проявника перетворюється на ланцюжок зерен срібла — трек частинки.

Поглинена доза випромынювання:

Навіть слабке випромінювання радіоактивних речовин дуже сильно впливає на всі живі організми, порушуючи життєдіяльність клітин. За великої інтенсивності випромінювання живі організми гинуть. Небезпека випромінювання збільшується тим, що воно не викликає ніяких болючих відчуттів навіть у разі отримання смертельних доз.

Найпростіший метод захисту — це ізоляція персоналу від джерела випромінювання на досить велику відстань. Ампули з радіоактивними препаратами не слід брати руками. Треба користуватися спеціальними щипцями з довгою ручкою.

Для захисту від випромінювання використовують перешкоди з поглинаючих матеріалів. Наприклад, захистом від β- випромінювання може бути шар алюмінію товщиною у кілька міліметрів. Найбільш складним є захист від γ- випромінювання і нейтронів через їх велику проникну здатність. Кращим поглиначем γ- променів є свинець.