Урок по физике на тему: Радиоактивность как свидетельство сложного строения атомов

Тема урока: «Радиоактивность как свидетельство сложного строения атомов»

План изложения нового материала:

1.     Открытие радиоактивности

2.     Альфа-,бета-,гамма-излучения.

3.     Радиоактивность как свидетельство сложного строения атомов.

Позиция Демокрита: «Существует предел деления атома»

Позиция Аристотеля: «Делимость вещества бесконечна»

  Конец 19 в. вообще был богат на открытие различного рода не известных до того “излучений”.

1.     В 1880-е английский физик Джозеф Джон Томсон приступил к изучению элементарных носителей отрицательного заряда,

2.      В 1891 ирландский физик Джордж Джонстон Стони (1826–1911) назвал эти частицы электронами.

3.      В декабре Вильгельм Конрад Рентген сообщил об открытии нового вида лучей, которые он назвал Х-лучами. До сих пор в большинстве стран они так и называются, но в Германии и России принято предложение немецкого биолога Рудольфа Альберта фон Кёлликера (1817–1905) называть лучи рентгеновскими.

          Эти лучи возникают, когда быстро летящие в вакууме электроны (катодные лучи) сталкиваются с препятствием. Было известно, что при попадании катодных лучей на стекло, оно испускает видимый свет – зеленую люминесценцию Рентген обнаружил, что излучение проходит через многие непрозрачные вещества, вызывает почернение фотопластинки, завернутой в черную бумагу или даже помещенной в металлический футляр. Лучи проходили через очень толстую книгу, через еловую доску толщиной 3 см, через алюминиевую пластину толщиной 1,5 см... Рентген понял возможности своего открытия: “Если держать руку между разрядной трубкой и экраном, – писал он, – то видны темные тени костей на фоне более светлых очертаний руки”. Это было первое в истории рентгеноскопическое исследование

     Открытие Рентгена вскоре привело к не менее выдающемуся открытию. Его сделал в 1896 французский физик Антуан Анри Беккерель. Он был 20 января 1896 на заседании Академии, на котором физик и философ Анри Пуанкаре рассказал об открытии Рентгена и продемонстрировал сделанные уже во Франции рентгеновские снимки руки человека. Пуанкаре не ограничился рассказом о новых лучах. Он высказал предположение, что эти лучи связаны с люминесценцией и, возможно, всегда возникают одновременно с этим видом свечения, так что, вероятно, можно обойтись и без катодных лучей. Беккерель решил проверить, связаны ли лучи Рентгена с флуоресценцией. Яркой желто-зеленой флуоресценцией обладают некоторые соли урана, например, уранилнитрат UO2(NO3)2. Такие вещества были в лаборатории Беккереля, где работал. С препаратами урана работал еще его отец, который показал, что после прекращения действия солнечного света их свечение исчезает очень быстро – менее чем за сотую долю секунды. Однако никто не проверял, сопровождается ли это свечение испусканием каких-то других лучей, способных проходить сквозь непрозрачные материалы, как это было у Рентгена. Именно это после доклада Пуанкаре решил проверить Беккерель.

. Беккерель завернул фотопластинку в плотную черную бумагу, положил сверху крупинки урановой соли и выставил на яркий солнечный свет. После проявления пластинка почернела на тех участках, где лежала соль. Следовательно, уран создавал какое-то излучение, которое, подобно рентгеновскому, пронизывает непрозрачные тела и действует на фотопластинку. Беккерель думал, что это излучение возникает под влиянием солнечных лучей.

Но однажды, в феврале 1896 г., провести очередной опыт ему не удалось из-за облачной погоды. Беккерель убрал пластинку в ящик стола, положив на нее сверху медный крест, покрытый солью урана. Проявив на всякий случай пластинку два дня спустя, он обнаружил на ней почернение в форме отчетливой тени креста. Это означало, что соли урана самопроизвольно, без влияния внешних факторов создают какое-то излучение.

Радиоактивность-способность атомов некоторых химических элементов к самопроизвольному излучению

В 1899г Резерфорд, изучая ионизирующую способность радиоактивного излучения, обнаружил, что оно не однородно (Рис. в учебнике)

α-лучи поток ядер атома гелия (Резерфорд). Обладают наименьшей проникающей способностью. Слой бумаги толщиной 0,1мм для них уже не прозрачен.

ᵝ-лучипоток электронов (Беккерель)алюминиевая пластинка при толщине несколько мм

γ-электромагнитные волны (Виллард)слой свинца 1см не является непреодолимой преградой)

В 1903 году Э. Резерфорд и Ф.Содди указали, что явление радиоактивности сопровождается превращением одного химического элемента в другой (радия в радон). Оказалось, что 1г радия выделяет 600Дж энергии, которая уносится α-,ᵝ-, γ-излучением.

К теме: «Строение атома. Опыт Резерфорда»

1898г Томсон-атом-это положительно заряженный шар радиусом 10^-10м, в котором «плавают» электроны, нейтрализующие положительный заряд.

«Планетарная» модель атома Резерфорда

1.атом имеет ядро, размеры которого малы по сравнению с размерами самого атома

2. в ядре сконцентрирована почти вся масса атома( в состав входят протоны и нейтроны)

3.отрицательный заряд всех электронов распределён по всему объёму атома (вокруг ядра вращаются электроны, образующие так называемую электронную оболочку).

Положительно и отрицательно заряженные ионы.

Задачи

Что имеет большую массу: атом лития или положительный ион лития? Атом хлора или отрицательный ион хлора?