Закон радиоактивного распада график

46. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Период полураспада. Единицы активности радиоактивных препаратов.

Радиоактивность – это самопроизвольный распад неустойчивых ядер с испусканием других ядер или элементарных частиц.

Закон радиоактивного распада.

Число радиоактивных ядер, которые еще не распались убывает со временем, согласно закону:

N – число ядер, не распавшихся за время t.

N – число не распавшихся ядер в начальный момент времени (t=0)

λ – постоянная распада, различна для разных радиоактивных веществ.

Период полураспада – это время, в течение которого распадается половина радиоактивных ядер.

Активность радиоактивного препарата – число ядер этого препарата, распадающихся за секунду.

Единица активности – беккерель (Бк). Наиболее употребимой единицей является кюри (Ки).

1 Ки=3,7*10 10 Бк=3,7*10 10 с -1 .

Внесистемная единица активности – резерфорд (Рд). 1 Рд=10 6 Бк.

47. Виды радиоактивного распада: α-распад, β-распад. Характеристики радиоактивных излучений.

Альфа-распад — самопроизвольное превращение ядра с испусканием альфа-частицы(ядра гелия) и квантов λ-излучения.

Различают три вида бета-распада:

β — -распад. Проявляется в вылете из ядра электрона (β — ) и антинейтрино.

β + -распад. Образование позитронов и нейтрино.

Энергия, выделяющаяся при β-распаде, распределяется между бета-частицей и нейтрино или антинейтрино.

е-захват. Заключается в захвате ядром одного из внутренних электронов атома, в результате чего протон ядра превращается в нейтрон.

Характеристики радиоактивных излучений.

Активность радиоактивного препарата – число ядер этого препарата, распадающихся за секунду.Единица активности – беккерель (Бк). Наиболее употребимой единицей является кюри (Ки).

Дозой облучения называется энергия излучения, поглощенная в единице объема или массы вещества за все время воздействия излучения. Доза облучения, характеризует степень ионизации вещества: чем больше доза, тем больше степень этой ионизации. Является мерой поражающего действия радиоактивных излучений на организм человека.

Уровень радиации (мощность дозы) характеризует интенсивность излучения. Это доза, создаваемая за единицу времени и характеризующая скорость накопления дозы. Измеряется в рентгенах в час (Р/ч). Чем больше уровень радиации (фон), тем меньше времени должны находиться на загрязненном участке люди, чтобы полученная ими Доза облучения не превысила допустимую.

Степень загрязнения радиоактивными веществами характеризуется плотностью загрязнения, которая измеряется количеством радиоактивных распадов атомов, происходящих за единицу времени на единице поверхности, в единице массы или объема, т. е. единицами удельной активности. Знание степени загрязнения позволяет оценить вредное биологическое воздействие радиоактивно загрязненных предметов и веществ при соприкосновении с ними или попадании их внутрь организма.

48. Закон ослабления ионизирующих излучений. Коэффициент линейного ослабления. Толщина слоя половинного ослабления.

Интенсивность излучения уменьшается по закону:

J – число частиц, прошедших сквозь вещество-поглотитель

J0 – число частиц, падающих на вещество-поглотитель

d – толщина слоя вещества

µ — линейный коэффициент ослабления

Физический смысл линейного коэффициента ослабления заключается в том, что при d=1/µ интенсивность параллельного пучка монохроматического излучения уменьшается в е раз(е=2,7).

Линейный коэффициент ослабления зависит от природы вещества, поглощающего излучение и от длины волны поглощаемого излучения.

k – Коэффициент пропорциональности

ρ – Плотность вещества, поглощающего излучение

Z – Атомный номер этого вещества в таблице Менделеева

Λ – Длина волны поглощаемого излучения

Толщина слоя материала, уменьшающая уровень излучения в 2 раза, называется слоем половинного ослабления.

Толщина слоя половинного ослабления (d1/2).

studfiles.net

Урок физики в 11 классе на тему «Закон радиоактивного распада»

Успейте воспользоваться скидками до 50% на курсы «Инфоурок»

Урок по физике в 11 классе по теме

« ЗАКОН РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДА»

Цели: ознакомить учащихся с законом радиоактивного распада; по заранее созданной программе на языке программирования QBASІС или PASCAL исследовать закон радиоактивного распада и установить его статистический характер; объяснить физические основы применения радиоуглеродного метода для определения возраста предметов органического происхождения в археологии.

Тип урока: изучение нового материала.

Форма проведения: комбинированый

Продолжительность урока: 45 мин.

Оборудование: таблица периодов полураспада некоторых радиоактивных элементов, компьютерный класс с ПК и инсталлированными

на них пакетами Microsoft Office, интегрированной средой одного из языков программирования (QBASІС, PASCAL или другими).

Структура урока и ориентировочное время

І. Организационный момент

ІІ. Актуализация опорных

ІІІ. Изучение нового

3.1 Мотивация учебной деятельности учащихся (сообщения темы, цели, задач урока и мотивация учебной деятельности школьников)

3.2 Восприятие и первичное осознание нового материала, осмысление связей и отношений в объектах изучения

3.3 Применение закона радиоактивного распада в археологии

ІV. Обобщение изученного

V. Домашнее задание

VI. Подведение итогов урока

Наука является внутренним большим целым. Ее распределение на отдельные области обусловлено не столько природой вещей, сколько ограниченной природой человеческого познания.

М. Планк (1858–1948), немецкий физик и мыслитель

І. Организационный момент

ІІ. Актуализация опорных знаний

1. Что называется радиоактивностью?

2. Как можно разделить на составные части естественную радиоактивность?

3. Что представляют собой α-, β- и γ-излучения?

4. Сформулируйте правила смещения при α- и β-распадах и запишите их схемы на доске, объясните.

5. Изменяется ли химическая природа элемента при его γ-распаде и почему?

6. Какие из известных вам законов сохранения выполняются при радиоактивном распаде?

ІІІ. Изучение нового материала

3.1 Мотивация учебной деятельности учащихся

( Формулировка темы, цели, задач урока и мотивация учебной деятельности школьников – по возможности самими учащимися под руководством и при коррекции учителя ).

Учитель обращает внимание учеников на эпиграф и подчеркивает, что явление радиоактивного распада будет рассмотрено на уроке с точки зрения основ разных наук: теоретически с позиций физики, его исследование будет проведено компьютерными и математическими (статистическими) методами, а также будут рассмотрены физические основы применения этого явления в археологии для определения возраста предметов.

3.2 Восприятие и первичное осознание нового материала, осмысление связей и отношений в объектах изучения

Резерфорд, исследуя со своими сотрудниками преобразования радиоактивных веществ, пришел к выводу, что их активность со временем уменьшается. Было установлено:

1) Активность пропорциональна массе радиоактивного вещества.

2) Для одного и того же радиоактивного вещества наблюдается снижение активности в 2 раза через строго определенный промежуток времени, причем это время не зависит от состояния вещества, давления, температуры и любых других его параметров. Для характеристики скорости снижения активности радиоактивного вещества были введены понятия периода полураспада Т -времени, на протяжении которого распадается половина из имеющегося количества радиоактивных атомов.

3) Скорость снижения активности у разных радиоактивных веществ разная.

Закон радиоактивного распада

Пусть в некоторый начальный момент времени t =0 количество радиоактивных атомов равняется No .Тогда через промежуток времени t 1 =Т их, согласно определению периода полураспада T , останется в 2 раза меньше, т. е. N 1 =; через промежуток времени t 2 =2 T количество радио-

активных атомов снова уменьшится в 2 раза и будет

Читайте так же: Оформить список литературы по госту 2008

Рассуждая аналогично для промежутков времени, которые равняются 3 T , 4 T ,… nT , делаем вывод, что через промежуток времени t=nT количество оставшихся атомов N можно найти по формуле: N=

Поскольку n=то закон, согласно которому уменьшается количество радиоактивных атомов, имеет вид:

Формулу (1) называют законом радиоактивного распада. Следует иметь в виду, что в микромире, где объекты одного сорта по всем своим свойствам абсолютно одинаковы и их в принципе невозможно отличить друг от друга, действуют статистические, т. е. возможные законы, в соответствии с которыми распад конкретного атома является случайным событием, которое невозможно предусмотреть. Атомы ни в каком смысле не «стареют» в процессе своего существования. Для них существует лишь понятие среднего

времени жизни τ (τ=1,44 T) , но не существует понятия возраста. По аналогии можно заметить, что подобная ситуация имела бы место для среднего возраста человека, если бы люди не старели, а погибали только от несчастных случаев.

Построение компьютерной модели (алгоритма) радиоактивного распада

Критерием истины, как известно, является практика. Это в полной мере касается физики как экспериментальной науки. В условиях, когда по понятным причинам повторить на уроке опыты Резерфорда, а значит, экспериментально доказать или опровергнуть теоретически выведенную зависимость N=N невозможно, особую ценность для более глубокого

и наглядного изучения явления радиоактивного распада имеет его моделирование.

Существует, по крайней мере, две модели распада, базирующиеся на понимании того, что распад или не распад радиоактивных атомов – это события случайные и равновозможные, которые могут произойти с каждым атомом за время периода их полураспада:

1) механическая – где в соответствие этими двум равновозможным и случайным событиями, которые могут произойти с нестабильным атомом ставиться в соответствие явление выпадения монеты «орлом» или «решкой», которое с ней также происходят равно-возможно и случайно при ее броске;

2) компьютерная — где в соответствие этими событиями ставится генерированная ПК случайным и равновозможным образом последовательность целых чисел, в которой четное число интерпретируется как не распад радиоактивного атома, а нечетное – как факт его распада.

На основании компьютерной модели распада создается его алгоритм, а на его основе — программа на любом из алгоритмических языков, компилятор которого поддерживает ПК.

Один из вариантов такой программы на QBASІС , обеспечивающей автоматический подсчет атомов, оставшихся после N-го периода полураспада, расчет погрешности и статистическую ошибку в серии из N распадов может иметь следующий вид:

10 REM zacon_radioactivnogo_raspada

30 PRINT “vvedite chislo jader”

для расчета по формуле закона радиоактивного распада>

началом следующего периода полураспада>

130 FOR I=1 TO N

М=М+1 не распавшихся атомов>

170 PRINT T; “ T ”, R/2^T, M, ABS((R/2^T-M)/(R/2^T)*100) < Вывод

При числах такого порядка из-за ограниченной тактовой частоты ЦП ПК время обработки данных будет неприемлемо большим, поэтому можно ограничиться исследованием явления при N порядка 10 7 .

Введя N =16 384 (2 14 ) и выбрав 0 в качестве аргумента функции Rаndomize, в QBASІС получим такие результаты:

1. Средняя погрешность серии: е ≈ 4.24%

2. Статистическая ошибка серии: ∆≈ 0.55%

1. Средняя погрешность серии: е ≈0.20%

2. Статистическая ошибка серии: ∆ ≈ 0.02%

Анализируя эти результаты, приходим к выводу о том, что закон радиоактивного распада N=N имеет статистический характер , т. к. расхождение между теоретическими расчетами и экспериментальными результатами тем меньше, чем больше радиоактивных атомов (ядер) принимает участие в радиоактивном распаде.

Построение графика радиоактивного распада и анализ результатов, полученных в среде QBASIC.

Используя возможности ТП Excel, по экспериментально полученным результатам построим график зависимости количества оставшихся радиоактивных атомов N (ось ординат) от времени t радиоактивного распада в периодах полураспада T (ось абсцисс), т. е. экспериментальную графическую зависимость N=f ( N , t )=f ( N , nT ) для второй серии ( N =16777216 ), экспортировав в Excel данные, полученные в результате виртуального эксперимента в среде QBASIC (анализ результатов, полученных в Turbo PASCAL, проводится аналогично). Получим следующий график:

Обращаем внимание учеников на то, что полученный график совпадает с графиком функции N=N , приведенным на стр.318 рис. 12.5 в учебнике «ФИЗИКА» 11кл. (авторы Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, В.М. Чаругин, Москва, «Просвещение», 2014) и тем, который можно построить в УП GRAN1, (принять: N =1 усл. ед., а в диалоговом окне f + (ввод выражения зависимости) ввести: y ( x )=2^(- x ); A=0; B=10 ), что подтверждает правильность работы программы и реальность полученных результатов .

3.3 Применение закона радиоактивного распада в археологии

В 1948 году американский ученый Уиллард Франк Либби предложил метод хронологического маркирования археологических находок органического происхождения, основанный на применении закона радиоактивного распада (радиоуглеродный метод), за разработку которого в 1960 году был награжден Нобелевской премией по химии.

Идея метода основана на измерении остаточной радиоактивности найденного предмета органического происхождения и сравнении ее с некоторым стандартным значением.

Как известно, в процессе обмена веществ живой организм растения или животного усваивает из воздуха углекислый газ СО 2 . Основная часть карбона, входящего в его состав — ( 99%) и (≈1%) — стабильные, и лишь 10 -10 % — радиоактивный изотоп с периодом полураспада 5600 лет. Он образуется в результате бомбардировки нейтронами, которые появляются в атмосфере благодаря космическому излучению:

Этот радиоактивный карбон усваивается живым организмом вместе с основными стабильными его изотопами. Поскольку содержание в атмосфере со временем не изменяется благодаря неизменной интенсивности космического излучения, то его содержание в живом организме также будет неизменным и независимым от исторической эпохи. Например, содержание радиоактивного карбона в 1 г живой древесине сегодня точно такое же, как и 10 000 лет назад, что обеспечивает приблизительно 15 распадов в 1 минуту.

После гибели организма, когда его остатки не усваивают из атмосферы

радиоактивный карбон, его содержание в них беспрерывно уменьшается

согласно закону радиоактивного распада: N=N . Отсюда возраст археологической находки t=T log 2 . Уменьшение интенсивности радиоизлучения единицы массы остатков организмов за счет радиоактивного углерода сравнительно с аналогичными предметами современной эпохи, пропорционально , определяют экспериментально благодаря современным методам регистрации (счетчик Гейгера-Мюллера и др.).

Поэтому, если остаточная радиоактивность найденных археологами окаменелых деревянных останков составляет, например, 25 % излучения современной древесины, то возраст находки:

t=T log 2=5600 log 2=5600 log 2 4=56002=11200 (лет).

Таким образом, в каждом живом организме есть как бы два вида часов. Одни — биологические, которые показывают возраст жизни. Они начинают идти с момента рождения организма и останавливаются в момент его смерти. «Стрелками» этих часов являются возрастные изменения в организме — годовые кольца деревьев, морщины на коже человека и общее старение организма. Вторые часы — радиоактивные, которые показывают, сколько лет назад наступила смерть. Эти часы не работают, пока организм живет. Они начинают отсчет времени с момента гибели организма и будут идти вечно. «Стрелками» этих часов является величина остаточной радиоактивности карбона, входящего в состав останков органических веществ.

Метод Либби позволяет определить возраст предметов, пролежавших в земле от 1000 до 50 000 лет, с точностью до 100 лет. Результаты определения возраста египетских мумий и других предметов согласуются с достаточно надежными летописными данными.

Читайте так же: Права интеллектуальной собственности шпоры

ІV. Обобщение изученного материала

Задача1. Каков период полураспада радиоактивного изотопа, если за сутки в среднем распадается 1750 атомов из 2000 атомов?

infourok.ru

15-ж. Закон радиоактивного распада

§ 15-ж. Закон радиоактивного распада

Появление «ручных» сцинтилляционных счетчиков и, главным образом, счётчиков Гейгера–Мюллера, которые помогли автоматизировать подсчёты частиц (см. § 15-е), привело физиков к важному выводу. Любой радиоактивный изотоп характеризуется самопроизвольным ослабеванием радиоактивности, выражающимся в уменьшении количества распадающихся ядер в единицу времени.

Построение графиков активности различных радиоактивных изотопов приводило учёных к одной и той же зависимости, выражающейся показательной функцией (см. график). По горизонтальной оси отложено время наблюдения, а по вертикальной – количество нераспавшихся ядер. Кривизна линий могла быть различной, однако сама функция, которой выражались описываемые графиками зависимости, оставалась одной и той же:

Эта формула выражает закон радиоактивного распада: количество нераспавшихся с течением времени ядер определяется как произведение начального количества ядер на 2 в степени, равной отношению времени наблюдения к периоду полураспада, взятой с отрицательным знаком.

Как выяснилось в ходе опытов, различные радиоактивные вещества можно охарактеризовать различным периодом полураспада – временем, за которое количество ещё нераспавшихся ядер уменьшается вдвое (см. таблицу).

Периоды полураспада некоторых изотопов некоторых химических элементов. Приведены значения как для естественных, так и для искусственных изотопов.

Период полураспада – общепринятая физическая величина, характеризующая скорость радиоактивного распада. Многочисленные опыты показывают, что даже при очень длительном наблюдении за радиоактивным веществом его период полураспада постоянен, то есть не зависит от числа уже распавшихся атомов. Поэтому закон радиоактивного распада нашёл применение в методе определения возраста археологических и геологических находок.

Метод радиоуглеродного анализа. Углерод – очень распространённый на Земле химический элемент, в состав которого входят стабильные изотопы углерод-12, углерод-13 и радиоактивный изотоп углерод-14, период полураспада которого составляет 5,7 тысяч лет (см. таблицу). Живые организмы, потребляя пищу, накапливают в своих тканях все три изотопа. После прекращения жизни организма поступление углерода прекращается, и с течением времени его содержание убывает естественным путём, за счёт радиоактивного распада. Поскольку распадается только углерод-14, с течением веков и тысячелетий изменяется соотношение изотопов углерода в ископаемых останках живых организмов. Измерив эту «углеродную пропорцию», можно судить о возрасте археологической находки.

Метод радиоуглеродного анализа применим и для геологических пород, а также для ископаемых предметов быта человека, но при условии, что соотношение изотопов в образце не было нарушено за время его существования, например, пожаром или действием сильного источника радиации. Неучёт подобных причин сразу после открытия этого метода приводил к ошибкам на несколько веков и тысячелетий. Сегодня применяются «вековые калибровочные шкалы» для изотопа углерода-14, исходя из его распределения в долгоживущих деревьях (например, в американской тысячелетней секвойе). Их возраст можно подсчитать весьма точно – по годовым кольцам древесины.

Предел применения метода радиоуглеродного анализа в начале XXI века составлял 60 000 лет. Для измерения возраста более древних образцов, например горных пород или метеоритов, используют аналогичный метод, но вместо углерода наблюдают за изотопами урана или других элементов в зависимости от происхождения исследуемого образца.

www.calcsbox.com

Закон радиоактивного распада

Урок 53. Физика 9 класс (ФГОС)

Конспект урока «Закон радиоактивного распада»

При оценке степени опасности, которую радиоактивные изотопы представляют для живых существ, важно учитывать и то, что число радиоактивных (то есть ещё не распавшихся) ядер атомов убывает с течением времени. Как следствие, уменьшается число распадов в единицу времени и излучаемая энергия.

— Интересно, а можно ли узнать, какое именно ядро распадётся первым в рассматриваемом радиоактивном веществе? А какое будет следующим? А какое ядро окажется «долгожителем» и распадётся последним?

Учёные говорят, что предугадать это невозможно: распад того или иного ядра радионуклида — событие случайное. Но в то же время поведение радиоактивного вещества в целом подчинено чётко определённой закономерности.

Эту закономерность можно показать на простом примере. Если взять закрытую стеклянную колбу, содержащую некоторое количество радона, окажется, что приблизительно через 57 секунд количество радона в колбе уменьшится вдвое.

Ещё через 57 секунд из оставшихся атомов снова останется половина и так далее. Вот этот промежуток времени, в течение которого исходное количество ядер радиоактивного элемента примерно уменьшается вдвое, был назван периодом полураспада.

Обозначается период полураспада большой буквой Т, а единицей его измерения в СИ является секунда. Хотя применяются и внесистемные единицы, так как значения периодов полураспада различных радиоактивных изотопов находятся в самом широком диапазоне — от доли микросекунды до десятка миллиардов лет.

При этом, период полураспада не зависит от того, в каком состоянии находится вещество: твёрдом, жидком или газообразном. Кроме того, период полураспада не зависит от времени, места и условий, в которых находится радиоактивное вещество. Иными словами, количество радиоактивных ядер «тогда», и «сейчас» зависит только от промежутка времени прошедшего с момента начала регистрации процесса распада ядер.

Как мы говорили на прошлом уроке, закон, который описывает интенсивность радиоактивного распада от времени и количества радиоактивных атомов в образце, был открыт Фредериком Содди и Эрнестом Резерфордом в 1903 году. В своей работе «Сравнительное изучение радиоактивности радия и тория» они сформулировали закон радиоактивного распада следующим образом: во всех случаях, когда отделяли один из радиоактивных продуктов и исследовали его активность независимо от радиоактивности вещества, из которого он образовался, было обнаружено, что активность при всех исследованиях уменьшается со временем по закону геометрической прогрессии.

Давайте и мы выведем эту зависимость.

Полученное соотношение и выражает математическую запись закона радиоактивного распада:

Из последнего равенства видно, что чем больше период полураспада радиоактивного элемента, тем дольше он живёт и излучает, представляя опасность для живых организмов.

Это также можно проиллюстрировать и с помощью графика зависимости количества нераспавшихся ядер от времени.

Отметим, что закон радиоактивного распада позволяет найти число нераспавшихся ядер в любой момент времени. Для примера давайте определим какая доля ядер изотопа прометия-147 с периодом полураспада 2,6 года сохраниться через 5 лет.

В заключении урока хотелось бы обсудить с вами вот какой вопрос. Всем вам известно, что многие алхимики средневековья (и не только) мечтали изобрести философский камень, способный превращать неблагородные металлы (и прежде всего ртуть) в серебро и золото.

И вот, в конце 19 — начале 20 века люди открыли два замечательных явления: явления естественной и искусственной радиоактивности, при которых происходит превращение ядер одного химического элемента в ядра других химических элементов.

Так что, мечта алхимиков о превращении веществ в золото осуществилась?

На самом деле — нет. Учёные выяснили, что исходное (как говорят физики — материнское) ядро атома радиоактивного элемента с течением времени претерпевает целый ряд преобразований. А именно: ядро атома элемента А1 превращается в ядро атома элемента А2, потом — в ядро атома элемента А3 и так далее. Причём в этой цепочке не может быть случайных «гостей», скажем, ядра атома элемента В.

Читайте так же: Приказы по личному составу в доу образцы

Совокупность всех изотопов, возникающих в результате ряда последовательных радиоактивных преобразований данного материнского элемента, называют радиоактивным рядом.

Позднее было обнаружено, что существуют всего четыре естественных радиоактивных ряда, объединяющих все известные в природе радиоактивные элементы: это ряд тория, ряд нептуния, ряд радия, и ряд актиния.

videouroki.net

Разработка урока по физике на тему: Закон радиоактивного распада.Период полураспада.

Разработка урока по физике на тему: Закон радиоактивного распада.Период полураспада.

Просмотр содержимого документа
«Разработка урока по физике на тему: Закон радиоактивного распада.Период полураспада.»

План конспект урока на тему:

«Закон радиоактивного распада. Период полураспада»

Тема урока: Закон радиоактивного распада. Период полураспада

Образовательная цель: Учащиеся должны усвоить следующие суждения:

Ядерные реакции, изменяются с процессами атомных ядер, и превращаются одни ядра в другие под действием микрочастиц.

Развивающая цель: Учащиеся должны овладеть следующими видами деятельности:

ввести понятие периода полураспада, вывести закон радиоактивного распада, научить решать задачи разного типа по теме урока.

Воспитательная цель: Учащиеся должны убедиться в том, что:

Полученные знания широко применяются на практике.

Тип урока: Комбинированный урок.

Оборудование: справочные таблицы, презентация, проектор,компьтер

Литература: Мякишев Г.Я. Физика. 11 класс

1. Организационный момент 2 мин.

2. Этап актуализации знаний 3 мин.

4. Этап изучения нового материала 22 мин.

5. Этап применения нового знания 10 мин.

6. Домашнее задание и Подведение итогов 8 мин.

Сокращения: «У» — учитель, «?» — вопрос, «О» — ответ

Учитель: Здравствуйте, присаживайтесь. Дежурный кто сегодня отсутствует ?

Этап актуализации знаний:

Учитель: Что мы изучили на прошлом уроке?

Ученик: На прошлом уроке мы проходили тему «Радиоактивные превращения»

Учитель: Проверим домашнее задание: как вы усвоили основные теоретические выводы по теме прошлого урока. Один человек на доске записывает решение карточки из домашнего задания с реакциями радиоактивных распадов. Класс в это время пишет физический диктант «Да-нет» по домашнему заданию. (учитель раздает карточки с заданиями для физического диктанта)

Изучение нового материала

Учитель: Сдам листочки с ответами физического диктанта, и открывает тетради пишем тему сегодняшнего урока «Закон радиоактивного распада. Период полураспада». Давайте вспомним, при изучении каких физических процессов вы встречались с понятием «период«?

Ученик: При изучении движения тела по окружности, колебательных и волновых процессов.

Учитель: Как мы определяли период при рассмотрении движения тела по окружности?

Ученик: Период — время одного полного оборота.

Учитель: При рассмотрении колебательных и волновых процессов?

Ученик: Период — время одного полного колебания.

Учитель: То есть что такое период для любого периодического процесса?

Ученик: Время, характеризующее процесс, его повторяемость.

Учитель: Что называют радиоактивностью?

Ученик: Самопроизвольное превращение одних ядер в другие, сопровождаемое испусканием различных частиц.

Учитель: Давайте расшифруем, «разберем по составу» термин «полураспад«: «полу» и «распад». Что эти два слова могут означать вместе?

Ученик: Распадается половина имевшихся радиоактивных ядер.

Учитель: Попытайтесь сформулировать определение понятия «период полураспада».

Ученик: Это время, за которое распадается половина имевшихся радиоактивных ядер.

Учитель: Совершенно верно. Запишите это определение в тетрадь:Опр.: период полураспада — время, в течение которого распадается половина начального числа радиоактивных атомов, и обозначается — Т , единица измерения: с.

Учитель: Период полураспада — постоянная величина, зависящая только от свойств радиоактивного изотопа. ЗАДАНИЕ: Найдите в учебнике рис. 13.8.

На рисунке изображен график зависимости активности некоторого радиоактивного изотопа от времени. (Вспомните: активность пропорциональна числу радиоактивных атомов.) Чему равен период полураспада этого изотопа?

Учитель: Верно. Объясните, как получили ответ (покажите на графике). 1 человек у доски.

Учитель: Все верно присаживайтесь. Закон радиоактивного распада — закон, открытый Фредериком Содди и Эрнестом Резерфордом экспериментальным путём и сформулированный в 1903 году. Этот закон считается основным законом радиоактивности, из него было извлечено несколько важных следствий. Получим математическую формулу закона радиоактивного распада.Итак, N — количество радиоактивных атомов в начальный момент времени (t=0).Пусть N — количество радиоактивных атомов, оставшихся нераспавшимися через время t. Тогда при t=0 N=N. Сколько радиоактивных атомов N останется нераспавшимися по прошествии одного периода полураспада, к моменту времени t=Т?

Учитель: Сколько радиоактивных атомов N останется нераспавшимися по прошествии двух периодов полураспада, к моменту времени t=2Т?

Учитель: Правильно! Сколько радиоактивных атомов N останется по прошествии трех периодов полураспада, к моменту времени t=3Т?

Ученик: N=N/4*2=N/8=N/2 3 Учитель: Сколько радиоактивных атомов N останется по прошествии n периодов полураспада, к моменту времени t=nТ?

Ученик: N=N/2 n где n=t/T подставим и преобразуем: N=N/2 t / T а для решения задач используется более компактный запись N=N*2 t / T

Учитель: Последнее выражение — закон радиоактивного распада. Он позволяет вычислить количество нераспавшихся ядер в любой момент времени (зная количество атомов в начальный момент времени). Запишите a=a*2 t / T .Аналогичную форму закон будет иметь для активности: (вследствие пропорциональности активности препарата количеству радиоактивных ядер). На следующем уроке мы покажем, что такой же вид будет иметь закон для масс: m=m*2 t / T . Согласно закону радиоактивного распада за любые равные промежутки времени распадается одна и та же доля имеющихся атомов (за период полураспада — половина). В этом состоит физический смысл записанного нами выражения. Чем больше время, тем больше отношение, тем меньше число нераспавшихся ядер. Со временем оно убывает.Для решения задач введем еще одно обозначение: пусть

— количество распавшихся ядер. Как тогда найти N t ?

Учитель: Зная N и N через время t, можно определить период полураспада любого радиоактивного вещества.

Этап применения нового знания

Учитель: Давайте для закрепления знания выполним следующее задание. Инструктаж: у каждого из вас на столе своя карточка с заданием. Есть задания общие, есть индивидуальные. Выполнять задания на карточках, в конце урока сдать (на оценку). Время на выполнение — 5-7 минут. Затем проверим. Работа в группе. Общие задания выполнять вместе, можно помогать друг другу в индивидуальных заданиях. Карточки: 1 уровень, 2 и 3 уровни. Проверка выполнения заданий группами: у первой группы общие задания — проверяем всем классом, по слайдам. Задача — у одного человека — на доску. Вторая и третья группы: первое задание — на ватман (начертить графики маркерами разного цвета на одних осях координат, подписать. Один представитель из 1, 3 групп, один из 2, 4: график зависимости количества распавшихся/нераспавшихся ядер), ответы второго задания — на доску в таблицу (командиры групп выходят к доске и вписывают ответы представителей своей группы в соответствующую строку таблицы. В столбцах ответы представителей разных групп должны совпасть), третье — задача — на доску (один человек).

Домашнее задание и Подведение итогов:

Учитель: Какую цель мы ставили перед собой в начале урока? Достигли ли мы цели?(ученики высказывают свои мнения).

Учитель: Запишите д/з параграф 101, № 1201-1203 (Р). На этом наш урок закончен. До свидания.

multiurok.ru