ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ
1. Причини радіоактивного розпаду
Було встановлено, що під час радіоактивного випромінювання реалізується мрія алхіміків: випромінювання супроводжується перетворенням одних хімічних елементів в інші.
Намагаючись пояснити явища, які спостерігаються Е. Резерфорд і його співробітник Ф. Содді висунули гіпотезу, згідно з якою причиною радіоактивного випромінювання є мимовільний розпад атомів.
З гіпотези Резерфорда і Содді випливало, що кожен атом радіоактивного речовини - це «сховище» енергії. Під час розпаду атома частина енергії з «сховища» несеться α - і β-частками і γ-променями, а енергія, що залишилася, зберігається в новому атомі, що утворився в результаті розпаду. Стало очевидним, що енергія, яка вивільняється під час радіоактивного розпаду, міститься не просто в атомах, в атомних ядрах.
2. Період напіврозпаду
Резерфорд, досліджуючи перетворення радіоактивних речовин, встановив дослідним шляхом, що їх активність зменшується з часом. Так, активність радону зменшується вдвічі вже через 1 хв.
Для кожного радіоактивного речовини існує певний інтервал часу, протягом якого активність зменшується вдвічі.
Ø Період напіврозпаду Т - це час, протягом якого розпадається половина наявного числа радіоактивних атомів.
Наприклад, для ядра 22688 Ra період напіврозпаду становить близько 1600 років. Отже, якщо взяти 1 г радію, то через 1600 років його буде 0,5 г, а через 3200 років - 0,25 г. Таким чином, вихідне кількість радію повинна перетворитися в нуль через нескінченний проміжок часу.
У різних речовин період напіврозпаду дуже різний: від мільйонних часток секунди до мільярдів років. Чим менше період напіврозпаду, тим активніше протікає розпад.
З таблиці видно, що активність полонію зменшується вдвічі майже миттєво, стронцію - за 27 років, а активність радію, урану і торію не змінюється протягом людського життя.
3. Закон радіоактивного розпаду
Нехай число радіоактивних атомів в початковий момент часу (t = 0) дорівнює N 0. Через час t 1 = Т число ядер, які не розпалися одно, через t 2 = 2Т залишиться, через t 3 = 3Т таких ядер виявиться і т. Ін. отже, в кінці проміжку часу t = nT ядер, що не розпалися залишиться. Оскільки, то закон радіоактивного розпаду набуває вигляду:
За цією формулою знаходять число атомів, які не розпалися в будь-який момент часу. Період напіврозпаду - постійна величина, яка не може бути змінена такими доступними впливу, як охолодження, нагрів, тиск та інше.
Закон розпаду атомів не є законом, який керує розпадом одного атома, тому що не можна передбачити, коли відбудеться цей розпад.
Розпад атома не залежить від його віку, тобто атоми «не старіють».
Розпад будь-якого атомного ядра - це, так би мовити, не «смерть від старості», а «нещасний випадок» в його житті. Для радіоактивних атомів немає поняття віку. Можна визначити тільки середню тривалість життя.
Середня тривалість життя - це просто середнє арифметичне тривалості життя чималої кількості атомів даного виду. Передбачити, коли відбудеться розпад даного атома, неможливо. Закон радіоактивного розпаду визначає середнє число атомів, що розпадаються за певний інтервал часу. Закон радіоактивного розпаду є статистичним законом.
Питання до учнів у ході викладу нового матеріалу
· Чим відрізняються радіоактивні атоми від нерадіоактивних?
· Яка причина радіоактивного розпаду?
· Що розуміють під періодом напіврозпаду?
· Існує вік в радіоактивних атомів?
Закріплення ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ
1). якісні питання
1. Чому не визначають час повного розпаду всіх ядер?
2. Знову ж правильним є твердження, що чим довше існує атом, тим більша ймовірність його розпаду?
3. Лічильник реєструє β-частинки радіоактивного препарату. Чи спрацьовує лічильник через однакові інтервали часу?
2). Вчимося вирішувати завдання
1. Дві різні речовини містять однакове число N радіоактивних атомів. Період напіврозпаду першого з них 1 рік, другий - 4 роки. Яка з речовин більш активна?
2. Існує певна кількість радіоактивного ізотопу срібла. Маса радіоактивного срібла зменшилася в 8 разів за 810 діб. Визначте період напіврозпаду радіоактивного срібла.
Рішення: звідки або Тоді звідки
3. Скільки по масі радіоактивної речовини залишиться через три доби, якщо спочатку її було 100 г? Період напіврозпаду речовини становить дві доби. (Відповідь: 35,4 м)
Що ми дізналися на уроці
· Період напіврозпаду Т - це час, протягом якого розпадається половина наявного числа радіоактивних атомів.
· Закон радіоактивного розпаду:
· Розпад атома не залежить від його віку, тобто атоми «не старіють».
1. Подр. § 33, конспект уроку.
рів1- № 17.20; 17.21; 17.22; 17.23; 17.24.
рів2- № 17.25; 17.35; 17.36; 17.37, 17.38.
рів3- № 17.40, 17.41; 17.42; 17.44; 17.45.