Урок №49/1 Тема. Радиоактивность как свидетельство сложного строения атома

Урок № 49/1

1. 
   Для начала вспомним основные положения молекулярной теории строения вещества (Формулируются три основных положения: все вещества состоят из частиц; частицы непрерывно и хаотически движутся; частицы взаимодействуют между собой.)
   
2. 
   Нам потребуются сведения о движении заряженных частиц в магнитном поле. Какая сила действует со стороны магнитного поля на такую частицу и как эту силу вычислить? (На заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, действует сила Лоренца F = qvB sin α, где q – заряд частицы, v – её скорость, B – индукция магнитного поля, α – угол между направлением вектора магнитной индукции и направлением вектора скорости).
   
3. 
   Как определить направление силы Лоренца, действующей на положительный заряд? (Формулируется правило левой руки).
   
4. 
   А если движется отрицательная частица, как определить направление силы Лоренца в этом случае?
   

1. 
   Идею о сложности строения вещества высказывал ещё Лукреций Кар в своём трактате «О природе вещей»
   «… Дальше, тела иль вещей представляют собою начала,
   Иль они состоят из стеченья частиц изначальных.
   Эти начала вещей ничему не под силу разрушить: …
   … Первоначала вещей, таким образом, просты и плотны,
   Стиснуты будучи крепко, сцепленьем частей наименьших,
   Но не являясь притом скопленьем отдельных частичек,
   А отличаясь скорей вековечной своей простотою….» (слайд 2)
   

2. 
   Примерно две с половиной тысячи лет назад древнегреческие философы Левкипп и Демокрит высказали предположение, что все тела состоят из мельчайших частиц — атомов. (сдайд 3)
   

3. 
   В конце XIX века ряд открытий в области физики заставил учёных усомниться в неделимости атома. Одним из таких открытий было открытие явления радиоактивности в 1896 году Анри Беккерелем (сдайд 4)
   1 марта 1896 года французский ученый Антуан Анри Беккерель (1852-1908), к слову, физик в третьем поколении (его сын Жан впоследствии продолжил династию, также став ученым-физиком), открыл неизвестный ранее тип излучения. Произошло это случайно. Беккерель проводил исследование солей урана и, закончив эксперименты, завернул покрытую урановой смесью ажурную металлическую пластинку в черную непрозрачную бумагу. Он положил сверток рядом с коробкой фотопластинок в ящик письменного стола. Чуть позже Беккерель по присущей ему педантичности решил проявить фотопластинки, чтобы убедиться, не забыл ли он обработать результаты своих опытов. Проявленные фотоматериалы оказались засвеченными. Причем на них четко вырисовывался узор урановой пластинки. Спустя четыре года Беккерель уже знал – это не люминесценция, не рентгеновские лучи и не какое-либо иное известное науке излучение.
   (См. «Планета людей» http://www.planet-of-people.org/htmls/rus/nadezhdin/otkritie_radioaktivnosti.htm)
   
   
   
4. 
   Явление радиоактивности заинтересовало и других физиков. Так Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюри обнаружили явление радиоактивности у тория, открыли новые элементы: полоний и радий.
   (сдайд 5)
   
   
5. 
   Опыт Резерфорда (1899 г.) по разложению радиоактивного излучения на три составляющие. (сдайды 6 и 7)
   
   
6. 
   Природа α-, β- и γ-излучений. (сдайды 8 и 9)
   Учитывая, что на движущуюся заряженную частицу в магнитном поле действует сила Лоренца, и используя правило левой руки, можно прийти к выводу, что α-излучение – это поток положительно заряженных частиц, β-излучение – поток частиц, заряженных отрицательно, а γ-излучение не несёт заряда. Дальнейшие исследования показали, что α-излучение – это поток ядер гелия, β-излучение – поток электронов, а γ-излучение – электромагнитные волны очень высокой частоты (очень малой длины волны). Все три типа излучений обладают различной проникающей способностью. Наименьшая проникающая способность у α-излучения. Слой бумаги толщиной около 0,1 мм для них непрозрачен. β-лучи обладают большей проникающей способностью. Алюминиевая пластинка полностью их поглощает только при толщине в несколько миллиметров. Наибольшая проникающая способность у γ-излучения. Слой свинца толщиной в 1 см ослалбляет интенсивность этого излучения лишь в 2 раза.