- •Физика 7-9
- •Физика и физические методы изучения природы
- •Физика – наука о природе
- •Наблюдение и описание физических явлений
- •Физический эксперимент
- •*Моделирование явлений и объектов природы
- •Измерение физических величин. Погрешности измерений
- •Средние величины
- •Международная система единиц
- •Физические законы
- •Роль физики в формировании научной картины мира
- •Механические явления
- •Механическое движение
- •*Система отсчета и относительность движения
- •Равномерное движение
- •Скорость
- •Ускорение
- •Путь при равноускоренном движении
- •Движение по окружности
- •Инерция
- •Взаимодействие тел
- •Плотность
- •Сложение сил
- •Второй закон Ньютона
- •Третий закон Ньютона
- •Импульс
- •Закон сохранения импульса
- •*Реактивное движение
- •Сила упругости. Закон Гука
- •Сила трения
- •Сила тяжести
- •Свободное падение
- •*Вес тела. Перегрузка
- •*Невесомость
- •*Центр тяжести тела
- •Закон всемирного тяготения
- •*Геоцентрическая и гелиоцентрическая системы мира
- •Мощность
- •Кинетическая энергия
- •Потенциальная энергия взаимодействующих тел
- •Закон сохранения механической энергии
- •*Условия равновесия тел
- •Простые механизмы
- •Давление
- •Атмосферное давление
- •Закон Паскаля
- •*Гидравлические машины
- •Закон Архимеда
- •*Условие плавания тел
- •Механические колебания
- •*Период, частота, амплитуда колебаний
- •Механические волны
- •*Длина волны
- •*Громкость звука и высота тона
- •Тепловые явления
- •Строение вещества
- •Тепловое движение атомов и молекул
- •Броуновское движение
- •Диффузия
- •Взаимодействие частиц вещества
- •Модели строения газов, жидкостей и твердых тел
- •Тепловое равновесие
- •Температура
- •Тепловое расширение
- •Связь температуры со скоростью хаотического движения частиц
- •Внутренняя энергия
- •Работа и теплопередача как способы изменения внутренней энергии тела
- •Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение
- •Количество теплоты
- •Удельная теплоемкость
- •Закон сохранения энергии в тепловых процессах
- •Испарение и конденсация
- •Кипение
- •*Зависимость температуры кипения от давления
- •Влажность воздуха
- •Плавление и кристаллизация
- •*Удельная теплота плавления
- •*Удельная теплота парообразования
- •*Удельная теплота сгорания
- •Преобразование энергии в тепловых процессах
- •*Паровая турбина, двигатель внутреннего сгорания, реактивный двигатель
- •*Кпд тепловой машины
- •*Экологические проблемы использования тепловых машин
- •Электромагнитные явления
- •Электризация тел
- •Два вида электрических зарядов
- •Взаимодействие зарядов
- •Закон сохранения электрического заряда
- •Электрическое поле
- •Действие электрического поля на электрические заряды
- •*Проводники, диэлектрики и полупроводники
- •Конденсатор
- •Энергия электрического поля конденсатора
- •Постоянный электрический ток
- •*Источники постоянного тока
- •Сила тока
- •Напряжение
- •Электрическое сопротивление
- •*Носители электрических зарядов в металлах, полупроводниках, электролитах и газах
- •*Полупроводниковые приборы
- •Закон Ома для участка электрической цепи
- •*Последовательное и параллельное соединение проводников
- •Работа и мощность электрического тока
- •Закон Джоуля-Ленца
- •Опыт Эрстеда
- •Магнитное поле тока
- •Электромагнит
- •Взаимодействие магнитов
- •*Магнитное поле Земли
- •Действие магнитного поля на проводник с током
- •*Электродвигатель
- •Электромагнитная индукция
- •Опыты Фарадея
- •*Электрогенератор
- •Переменный ток
- •*Трансформатор
- •*Передача электрической энергии на расстояние
- •Колебательный контур
- •Электромагнитные колебания
- •Электромагнитные волны
- •Принципы радиосвязи и телевидения
- •Элементы геометрической оптики
- •Закон прямолинейного распространения света
- •Отражение и преломление света
- •Закон отражения света
- •Плоское зеркало
- •Закон преломления света
- •Дисперсия
- •Фокусное расстояние линзы. Построение изображений
- •Глаз как оптическая система
- •Оптические приборы
- •*Свет – электромагнитная волна
- •Дисперсия света
- •*Влияние электромагнитных излучений на живые организмы
- •Квантовые явления
- •Радиоактивность
- •Альфа-, бета- и гамма-излучения
- •Что такое «горячие частицы»?
- •*Период полураспада
- •Опыты Резерфорда
- •Планетарная модель атома
- •*Оптические спектры
- •*Поглощение и испускание света атомами
- •Состав атомного ядра
- •*Энергия связи атомных ядер
- •Ядерные реакции
- •*Источники энергии Солнца и звезд
- •*Ядерная энергетика
- •*Дозиметрия
- •*Влияние радиоактивных излучений на живые организмы
- •Чем отличается внутреннее и внешнее облучение?
- •*Экологические проблемы работы атомных электростанций
- •Оглавление
- •Физика 7-9
- •117312, Москва, ул. Вавилова, 41
- •443100, Самара, а/я 7097
- •443029, Г. Самара, ул. Бр. Коростелевых, 47, тел. 244-48-22
«Горячие частицы» испускают все виды радиоактивного излучения: альфа-, бета- и гамма-. Альфа-излучение очень хорошо поглощается любыми веществами: одеждой, листом бумаги, даже слоем воздуха толщиной несколько сантиметров. При каких условиях даже одна такая пылинка может быть опасным для человека источником альфа-частиц?
Альфа-частица, вылетающая из ядра, – это ядро атома гелия. Но ведь гелий – инертный газ, не образующий никаких химических соединений. Чем же опасны альфа-частицы?
Бета-частица, вылетающая из ядра при β-распаде – это самый обычный электрон, точно такой же, как и переносчики электрического тока в проводниках.
Чем отличается β-частица от электрона проводимости?
Кинетическая энергия β-частицы в 50 000 раз больше энергии электрона проводимости в металлах. Во сколько раз скорость β-частицы больше скорости электрона?
При ДТП столкновение автомобилей происходит при скоростях десятки метров в секунду. Как выглядело бы столкновение, если бы скорости автомобилей были во столько же раз меньше? Во столько же раз больше?
Придумайте другие примеры, иллюстрирующие результат столкновения каких-либо предметов при скоростях, отличающихся во столько же раз.
Бета-частица очень редко взаимодействует с ядрами атомов. У нее для этого не хватает энергии. Но энергия β-частицы примерно в 10 000 раз больше, чем требуется для выбивания электрона из атома.
Что происходит с атомами вещества, когда сквозь него пролетает бета-частица?
Какой вред это причиняет живым организмам?
Бета-частицы могут проникать в ткани живых существ на несколько сантиметров. Какие органы человека могут быть повреждены наружным β-излучением?
Почему при попадании β-радиоактивного вещества внутрь организма вред многократно усиливается?
Гамма-излучение – самый распространенный в природе и технике вид радиоактивности. Если для защиты от наружных альфа- и бета-частиц достаточно почти любой преграды, то против γ-частиц нужна защита из свинца.
Почему многие приборы для измерения уровня радиации сделаны так, что регистрируют только γ -излучение?
Вы уже рассматривали в задании 138.2 разницу в энергиях электронов в веществе и β-частиц. Что является «низкоэнергичным» аналогом γ-частицы?
Какие изменения могут происходить в атомах, когда сквозь них пролетают гамма-частицы?
Во время какой медицинской процедуры также применяют защиту из свинца? Почему?
*Период полураспада
Считается, что за промежуток времени, равный 10 периодам полураспада, количество радиоактивного вещества уменьшается практически до нуля.
Во сколько раз в действительности уменьшается количество радиоактивного вещества за это время?
Всегда ли при распаде радиоактивного вещества получаются нерадиоактивные продукты распада? Почему?
Если в контейнер положили радиоактивное вещество с периодом полураспада, например, один месяц, можно ли утверждать, что через 10 месяцев радиоактивных веществ в контейнере практически не будет? Почему?
После Чернобыльской катастрофы для защиты от некоторых веществ достаточно было несколько дней не выходить на улицу, а для защиты от других пришлось захоранивать в могильниках даже почву. Почему?
Чернобыльская катастрофа привела к выбросу из реактора следующих радиоактивных веществ.
Радиоактивное вещество
Протонов в ядре
Нейтронов в ядре
Период полураспада
Время практически полного распада
Сохранилось ли сейчас
Барий-140
4,3 мес.
Йод-131
2,7 мес.
Йод-133
20,8 ч
Йод-135
6,6 ч
Криптон-85
10,7 лет
Ксенон-133
5,3 сут.
Кюрий-242
4.6 года
Лантан-140
40,2 ч
Молибден-99
27,5 сут.
Нептуний-239
2,36 сут.
Плутоний-238
86,4 года
Плутоний-239
24 100 лет
Плутоний-240
6553 года
Плутоний-241
14,7 лет
Рутений-103
13 мес.
Рутений-106
367 сут.
Стронций-89
50,6 сут.
Стронций-90
28,5 лет
Теллур-132
32,6 сут.
Цезий-134
2,06 года
Цезий-136
12,98 сут.
Цезий-137
30,1 лет
Церий-141
32,5 сут.
Церий-144
284 сут.
Цирконий-95
1,75 года
Заполните пустые клетки таблицы. Для заполнения последней колонки используйте слова: «Почти полностью» «Частично» и «Нет».
Какие из этих радиоактивных веществ были опасны в первые дни после аварии? В первые недели? Месяцы? Опасны до сих пор? Будут опасны практически вечно?
Опыты Резерфорда
В экспериментах Резерфорда в качестве источника альфа-частиц использовался радий. Допустим, что через отверстие в свинцовом контейнере наружу могла вылететь одна тысячная доля всех альфа-частиц, испускаемых радием, а остальные поглощались свинцом.
Сколько частиц в секунду испускал радий, если в экран ежесекундно ударялось три частицы?
Чему была равна активность крупинки радия (в Бк и Ки)?
Какова была масса крупинки радия в контейнере?
Планетарная модель атома
Чтобы получше представить, что происходит с атомами при испускании α-, β- или γ-частиц, попробуем воспользоваться планетарной моделью.
Атом какого химического элемента должен, согласно планетарной модели, соответствовать Солнечной системе?
Как выглядела бы Солнечная система, если бы планеты в ней двигались так же, как движутся электроны в атоме этого вещества?
Какие события, происходящие в планетных системах, можно считать аналогиями α-, β- и γ-излучения?
Какие события можно считать аналогиями прохождения разных видов излучения через вещество?
*Оптические спектры
Исследование оптических спектров излучения и поглощения позволяют обнаружить мельчайшие примеси других веществ.
Почему эти методы такие чувствительные?
В каких исследованиях это может помочь?
Какую роль играет исследование оптических спектров в изучении экологических проблем?
Как выглядят оптические спектры излучения и поглощения основных газов, входящих в состав атмосферы? В какой части спектра можно обнаружить полосы у всех парниковых газов? Почему?
*Поглощение и испускание света атомами
Согласны ли вы со следующими утверждениями?
Углекислый газ хорошо поглощает свет.
Водяной пар не поглощает видимый свет.
Парниковые газы встречаются только в парниках.
Парниковые газы поглощают инфракрасное излучение Солнца и не пропускают его к Земле.
Парниковые газы поглощают инфракрасное излучение Земли и не пропускают его в космос.
Атомы парниковых газов поглощают тепловое излучение земной поверхности и не отдают его.
Атмосфера Земли прозрачна для ультрафиолетовых лучей.
Атмосфера Земли прозрачна для видимых лучей.
Атмосфера Земли прозрачна для инфракрасных лучей.
Молекулы озона О3 поглощают лучи таких же длин волн, как и молекулы кислорода О2.
Молекулы озона поглощают ультрафиолетовые лучи и затем испускают их снова.
Голубой цвет неба вызван содержащимися в воздухе парниковыми газами.