Презентация на тему "открытие радиоактивности". Презентация "из истории открытия радиоактивности"
Ширина блока px
Скопируйте этот код и вставьте себе на сайт
Подписи к слайдам:
ИЗ ИСТОРИИ ОТКРЫТИЯ РАДИОАКТИВНОСТИ Учитель физики МОУ «Губинская СОШ» Константинова Елена Ивановна «История открытия радиоактивности»
- Оглавление.
- Введение……………………………………………………… 3
- Глава первая....………………………………………………. 5
- Глава вторая………………………………………………… 8
- Глава третья………………………………………………... 11
- Глава четвертая…………………………………………..... 19
- Заключение..………………………………………………..... 21
- Список литературы…………… ………………………….. 22
- Приложение первое…….…………………………….……... 23
У Кюри не было даже
вытяжных шкафов. Что же касается сотрудников, то сначала им приходилось работать в одиночестве. В 1898 г. в работах по открытию радия им оказал временную помощь преподаватель промышленной школы физики и химии Ж. Бемон; позже они привлекли молодого химика А. Дебьерна, открывшего актиний; затем им помогали физики Ж. Саньяк и несколько молодых физиков. Напряженный героический труд стал приносить результаты радиоактивности.
В докладе конгрессу супруги Кюри охарактеризовали изложенную выше историю получения новых радиоактивных веществ, указав, что «мы называем радиоактивными вещества, испускающие лучи Беккереля». Затем они изложили метод измерения Кюри установили, что «радиоактивность представляет собой явление, измеримое довольно точно», а полученные цифры активности урановых соединений дали возможность высказать гипотезу о существовании весьма активных веществ, приведшую при своей проверке к открытию полония, радия и актиния. В докладе содержалось описание свойств новых элементов, спектр радия, приблизительная оценка его атомной массы, эффекты радиоактивного излучения. Что касается природы самих радиоактивных лучей, то для её исследования изучалось действие магнитного поля на лучи и проникающая способность лучей. П. Кюри показал, что излучение радия состоит из двух групп лучей: отклоняемых магнитным полем и не отклоняемых магнитным полем. Исследуя отклоняемые лучи, супруги Кюри в 1900 г. убедились, что «отклоняемые лучи β заряжены отрицательным электричеством». Можно принять, что и радий посылает в пространство отрицательно заряжённые частицы». Потребовалось исследовать ближе природу этих частиц. Первые определения e/m радиевых частиц принадлежали А. Беккерелю (1900). «Опыты г. Беккереля дали первое указание по этому вопросу. Для e/m получилось приближённое значение в 107 абсолютных электромагнитных единиц, для υ значение в 1,6 1010 см в секунду. Порядок этих чисел тот же, что для катодных лучей». «Точные исследования по этому вопросу принадлежат г. Кауфману (1901, 1902, 1903)... Из опытов г. Кауфмана следует, что для радиевых лучей, скорость которых значительно больше скорости катодных, отношение e/m убывает с увеличением скорости. В соответствии с работами Дж. Дж. Томсона и Тоунсенда мы должны принять, что представляющая луч движущаяся частица обладает зарядом, равным тому, который переносится водородным атомом при электролизе. Этот заряд для всех лучей одинаков. На этом основании следует заключить, что масса частиц тем больше, чем больше их скорость». Отклонение α-лучей в магнитном поле было получено Резерфордом в 1903 г. Резерфорду же принадлежат названия: -α, -β и –γ лучи. «1. Лучи α (альфа) обладают весьма малой проникающей способностью; они, по-видимому, составляют главную часть излучения. Для них харак-терна поглощаемость материей. Магнитное поле действует на них очень слабо, так что их сначала считали нечувствительными к его действию. Однако ж в сильном магнитном поле лучи а несколько отклоняются, отклонение происходит подобно тому, как для катодных лучей, лишь в обратном смысле...» 2. Лучи β (бэта) являются вообще мало поглощаемыми сравнительно с предыдущими. В магнитном поле они отклоняются таким же образом и в том же смысле, как лучи катодные. 3. Лучи γ (гамма) отличаются большой проникающей способностью; магнитное поле не действует на них; они сходны с лучами Рентгена». П. Кюри был первым человеком, испытавшим на себе разрушительное действие ядерной радиации. Он был и первым, кто доказал существование ядерной энергии и измерил её величину, выделяемую при радиоактивном распаде. В 1903 г. он вместе с Лабордом, нашёл что «соли радия являются источником теплоты, выделяющейся непрерывно и самопроизвольно» Пьер Кюри хорошо сознавал и громадные общественные последствия своего открытия. В том же году в своей нобелевской речи он сказал следующие пророческие слова, которые М. Кюри поставила эпиграфом к своей книге о нем: «Нетрудно предвидеть, что в преступных руках радий может сделаться крайне опасным, и вот возникает вопрос, действительно ли полезно для человечества знать секреты природы, действительно ли оно достаточно зрело для того, чтобы их правильно использовать, или это знание принесёт ему только вред. Опыты гг. Кюри привели прежде всего к открытию нового радиирующего металла, по своим химическим свойствам аналогичного висмуту, - металла, который г. Кюри назвал в честь родины своей супруги полонием (жена Кюри - полька, урождённая Склодовская); что дальнейшие их опыты привели к открытию второго сильно радиирующего нового металла - радия, весьма близкого по химическим свойствам к барию; что опыты Дебьерна послужили к открытию третьего радиирующего нового металла - актиния, аналогичного торию. Далее г. Кюри приступил к самой интересной части своего доклада - к опытам с радием. Перечисленные опыты завершились демонстрацией светимости радия. Стеклянная трубка, толщиной в карандаш и длиной в мизинец, наполненная до двух третей смесью хлористых радия и бария, излучает в течение двух лет настолько сильный свет, что вблизи него можно свободно читать. Последние слова звучат весьма наивно и свидетельствуют ещё об очень слабом знакомстве с радиоактивностью в начале XX в. Однако это слабое знание радиоактивных явлений не помешало возникнуть и развиться новой отрасли промышленности: радиевой промышленности. Эта промышленность была зачатком будущей атомной промышленности. . Роль супругов Кюри в истории открытия радиоактивности огромна. Они не только проделали титанический труд по исследованию радиоактивных свойств всех известных тогда минералов, но и провели первую попытку систематизации, выступая с докладами в Сорбоннском университете. Открытие искусственной радиоактивности. Однако оно явилось лишь одним из четырех великих открытий, сделанных в 1932 г., благодаря которым этот год был назван чудесным годом радиоактивности. Во-первых, помимо осуществления искусственной трансмутации был наконец-то обнаружен положительно заряженный электрон, или позитрон, в противоположность ему отрицательный электрон с тех пор получил название негатрон. Во-вторых, был открыт нейтрон - незаряженная элементарная частица с массой 1 (единица), которую можно рассматривать как нейтральное ядро, только без внешнего электрона. И наконец, был открыт изотоп водорода с массой 2, названный тяжелым водородом, или дейтерием, ядро которого, как считается, состоит из протона р и нейтрона п; подобно обычному водороду, его атом имеет один внешний электрон. В следующем, 1933, году произошло еще одно открытие, которое в некотором роде (во всяком случае, по мнению первых исследователей атомной энергии) представляло наибольший интерес. Речь идет об открытии искусственной радиоактивности. 1933-1934 гг. Для одного из первых исследователей этой проблемы - М. Кюри - данное открытие представляло еще особый интерес: оно было сделано ее дочерью и зятем. М. Кюри имела счастье за несколько месяцев до своей смерти передать зажженный ею факел членам своей семьи. Предмет, который она превратила из диковины в колосс, через четверть века находился на пороге того, чтобы обрести новую, плодотворную жизнь. Изучая упомянутый эффект Боте и Беккера, супруги Жолио обнаружили, что счетчик продолжал регистрировать импульсы даже после того, как был удален полоний, первоначально возбуждавший их. Эти импульсы прекращались точно таким же образом, как импульсы неустойчивого радиоэлемента с периодом полураспада 3 мин. Ученые установили, что алюминиевое окошко, через которое проходило α-излучение полония, само становилось радиоактивным благодаря генерируемым нейтронам; аналогичный эффект имел место для бора и магния, только наблюдались другие периоды полураспада (соответственно 11 и 2,5 мин). Реакции для алюминия и бора выглядели следующим образом: 2713А1(α,n) 3015Р*→3014Si+e+; 105B(α,n) 137N* →136C+e+, где звездочки обозначают, что ядра, полученные сначала, радиоактивны и претерпевают указанные стрелками вторичные превращения, в результате которых образуются хорошо известные устойчивые изотопы кремния и углерода. Что же касается магния, то все три его изотопа (с массовыми числами 24, 25 и 26) участвуют в этой реакции, генерируя нейтроны, протоны, позитроны и электроны; в результате образуются хорошо известные устойчивые изотопы алюминия и кремния (превращения носят комбинированный характер); 2412Мg(α, n)2714Si*→2713Al+е+; 2512Мg(α, р)2813Аl*→2814Si+e-; 2612Мg(α, p)2913Аl*→2914Si+e-. Более того, с помощью обычных химических методов, используемых в радиохимии, удалось достаточно легко идентифицировать неустойчивые радиоактивные фосфор и азот. Эти первые результаты демонстрировали богатство возможностей, открываемых вновь полученными данными. Радиоактивность сегодня Немного найдется на памяти человечества открытий, которые так круто меняли бы его судьбу, как открытие радиоактивных элементов. Более двух тысяч лет атом представляли как плотную мельчайшую неделимую частицу, и вдруг на заре XX столетия обнаружилось, что атомы способны делиться на части, распадаться, исчезать, переходить друг в друга. Оказалось, что извечная мечта алхимиков - превращение одних элементов в другие - осуществляется в природе само по себе. Это открытие по своему значению так велико, что наш XX век стали называть «атомным веком», эпохой атома, началом атомной эры. Трудно назвать сейчас область науки или техники, на которую не повлияло открытие явления радиоактивности. Оно раскрыло сложную внутреннюю структуру атома, а это привело к пересмотру коренных представлений об окружающем нас мире, к ломке устоявшейся, классической картины мира. Квантовая механика была создана специально для объяснения явлений, происходящих внутри атома. Это в свою очередь вызвало пересмотр и развитие математического аппарата физики, изменило лицо самой физики, химии и ряда других наук. Литература 1). А.И. Абрамов. Измерение "неизмеримого". Москва, «Атомиздат». 1977. 2). К.А. Гладков. Атом от А до Я. Москва, «Атомиздат». 1974. 3). Е. Кюри. Мария Кюри. Москва, «Атомиздат». 1976. 4). К.Н. Мухин. Занимательная ядерная физика. Москва, «Атомиздат». 1969. 5). М. Намиас. Ядерная энергия. Москва, «Атомиздат». 1955. 6). Н.Д.Пильчиков. Радий и радиоактивность (сборник «Успехи физики»). Санкт-Петербург. 1910. 7). В.К. Рентген. О новом роде лучей. Москва, «Просвещение». 1933. 8). М. Склодовская-Кюри. Радий и радиоактивность. Москва. 1905. 9). М. Склодовская-Кюри. Пьер Кюри. Москва, «Просвещение». 1924. 10). Ф. Содди. История атомной энергии. Москва, «Атомиздат» 1979. 11). A.Б. Шалинец, Г.Н. Фадеев. Радиоактивные элементы. Москва, «Просвещение». 1981.
Открытие радиоактивности. Явление радиоактивности, или спонтанного распада ядер, было открыто А. Беккерелем в 1896 г. Он обнаружил, что уран и его соединения испускают лучи или частицы, проникающие сквозь непрозрачные тела и способные засвечивать фотопластинку. Явление радиоактивности, или спонтанного распада ядер, было открыто А. Беккерелем в 1896 г. Он обнаружил, что уран и его соединения испускают лучи или частицы, проникающие сквозь непрозрачные тела и способные засвечивать фотопластинку..
Радиоактивность Английскими физиками Э. Резерфордом и Ф. Содди было доказано, что во всех радиоактивных процессах происходят взаимные превращения атомных ядер химических элементов. Изучение свойств излучения, сопровождающего эти процессы в магнитном и электрическом полях, показало, что оно разделяется на Альфа-частицы (ядра гелия), Бета - частицы (электроны) и Гамма - лучи (электромагнитное излучение с очень малой длиной волны).Альфа-частицыБета - частицыГамма - лучи
Альфа - излучения α-частица - положительно заряженная частица, образованная 2 протонами и 2 нейтронами. Идентична ядру атома гелия-4. Образуется при альфа – распаде ядер. При этом ядро может перейти в возбуждённое состояние, избыток энергии удаляется при выделении гамма- излучения. Однако вероятность перехода ядра при альфа-распаде на возбуждённый уровень, как правило, сильно подавлена,. Альфа-частицы могут вызывать ядерные реакции; в первой искусственно вызванной ядерной реакции (Э. Резерфорд, 1919, превращение ядер азота в ядра кислорода) участвовали именно альфа- частицы. Альфа-частицы, образованные при распаде ядра, имеют начальную кинетическую энергию в диапазоне 1,815 МэВ При движении альфа-частицы в веществе она создаёт сильную ионизацию и в результате очень быстро теряет энергию.
Воздействие альфа излучений на организм. Радиационный риск при внешнем облучении такими альфа-частицами отсутствует. Однако проникновение альфа-активных радионуклидов внутрь тела, когда облучению подвергаются непосредственно ткани организма, весьма опасно для здоровья. Опасно для здоровья также внешнее облучение высокоэнергичными альфа- частицами, источником которых является ускоритель. Альфа-частицы образуются также в результате ядерных реакций
Бета – излучения. Беккерель доказал, что β-лучи являются потоком электронов, скорость которых специфична для каждого радиоактивного элемента. β-Распад это проявление слабого взаимодействия. β-Распад это радиоактивный распад, сопровождающийся испусканием из ядра электрона и антинейтрино. После β-распада элемент смещается на 1 клетку к концу таблицы Менделеева (заряд ядра увеличивается на единицу), тогда как массовое число ядра при этом не меняется.
Гамма-излучения. Гамма-лучи (γ-лучи) вид электромагнитного излучения с чрезвычайно маленькой длиной волны и ярко выраженными корпускулярными свойствами. На шкале электромагнитных волн оно граничит с рентгеновским излучением, занимая диапазон более высоких частот. Гамма-излучение испускается при переходах между возбуждёнными состояниями ядер элементов. Образуются при радиоактивных превращениях атомных ядер и при ядерных реакциях; γ-лучи в отличие от α-лучей и β-лучей не отклоняются электрическими и магнитными полями и характеризуются большей проникающей способностью. Гамма-излучение используют при γ- дефектоскопии, контроле изделий просвечиванием γ-лучами и др.
- Древнегреческий философ Демокрит предположил, что тела состоят из мельчайших частиц - атомов (в переводе неделимые).
- К концу XIX в. появились экспериментальные факты, доказывающие, что атом имеет сложную структуру.
Экспериментальные факты, доказывающие сложное строение атома
- Электризация тел
- Ток в металлах
- Явление электролиза
- Опыты Иоффе-Милликена
Открытие радиоактивности
в 1896 г. А. Беккерелем.
- Уран самопроизвольно испускает невидимые лучи
Свойства лучей
- Ионизируют воздух
- Разрежают электроскоп
- Не зависит от того, в какие соединения входит уран
83 – радиоактивны " width="640"
Исследования продолжили Мария и Пьер Кюри
- торий 1898г,
- полоний,
- радий (лучистый)
z 83 – радиоактивны
- - испускание ядрами некоторых элементов различных частиц: α -частиц; электронов; γ -квантов (α , β , γ -излучения).
- - способность атомов некоторых радиоактивных элементов к самопроизвольному излучению
Состав радиоактивного излучения
1899 г Э. Резерфорд
В магнитном поле пучок радиоактивного излучения разделялся на три составляющие:
- Положительно заряженные – α -частицы
- Отрицательно заряженные – β - частицы
- Нейтральная компонента излучения – γ -излучение
Все излучения обладают разной проникающей способностью
Задерживаются
- Лист бумаги 0,1 мм – α -частицы
- Алюминий 5 мм – α -частицы, β - частицы
- Свинец 1 см – α -частицы, β - частицы, γ -излучение
Природа α -частиц
- Ядра атомов гелия
- m = 4 а.е.м.
- q = 2 e
- V = 10000-20000 км/с
Природа β -частиц
- Электроны
- V = 0,99с
- с – скорость света
Природа γ -излучения
- Электромагнитные волны (фотоны)
- λ = 10 - 10 м
- Ионизируют воздух
- Действуют на фотопластинку
- Не отклоняются магнитным полем
ИНТЕРЕСНО!
Грибы являются накопителями радиоактивных элементов, в частности цезия. Все виды исследованных грибов можно разделить на четыре группы: - слабо накапливающие - опенок осенний; - средне накапливающие - белый гриб, лисичка, подберезовик; - сильно накапливающие - груздь черный, сыроежка, зеленуха; - аккумуляторы радионуклидов - масленок, польский гриб.
К СОЖАЛЕНИЮ!
- Жизнь обоих поколений ученых – физиков Кюри была в прямом смысле принесена ей в жертву науке. Мария Кюри, ее дочь Ирэн и зять Фредерик Жолио-Кюри умерли от лучевой болезни, возникшей в результате многолетней работы с радиоактивными веществами.
- Вот что пишет М.П.Шаскольская: «В те далекие годы, на заре атомного века, первооткрыватели радия не знали о действии излучения. Радиоактивная пыль носилась в их лаборатории. Сами экспериментаторы спокойно брали руками препараты, держали их в кармане, не ведая о смертельной опасности. К счетчику Гейгера поднесен листок из блокнота Пьера Кюри (через 55 лет после того, как в блокноте велись записи!), и ровный гул сменяется шумом, чуть ли не грохотом. Листок излучает, листок как бы дышит радиоактивностью...»
Радиоактивный распад
- - радиоактивное превращение ядер, происходящее самопроизвольно.