Информативное объяснение с демонстрацией компьютерной презентации.

 

История открытия явления естественной  радиоактивности Беккерелем.

Слайды 3 – 6.

      Открытие естественной радиоактивности – явление, доказывающее сложный состав атомного ядра, произошло благодаря счастливой случайности.

Беккерель долгое время исследовал свечение веществ, предварительно облученных солнечным светом.    

Слушая сообщения об опытах Рентгена на заседании Французской Академии 20 января 1896 года и наблюдая за демонстрацией возникновения рентгеновских лучей в разрядной трубке, Беккерель неотрывно смотрит на зеленоватое светящееся пятно на стекле возле катода. Мысль которая его преследует: может быть, свечение образцов его коллекции тоже сопровождается испусканием рентгеновских лучей? Тогда рентгеновские лучи можно будет получать, не прибегая к помощи разрядной трубки.

Беккерель обдумывает свой эксперимент, выбирает из своей коллекции двойную сернокислую соль урана и калия, кладет соль на фотопластинку, спрятанную от света в черную бумагу, и выставляет пластинку с солью на солнце.

После проявления фотопластинка почернела на тех участках, где лежала соль. Следовательно, уран создавал какое - то излучение, которое пронизывает непрозрачные тела и действует на фотопластинку. Беккерель думал, что это излучение возникает под влиянием солнечных лучей. Но однажды, в феврале 1896г., провести ему очередной опыт 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 каких либо внешних влияний создают какое-то излучение. Начались интенсивные исследования.

Вскоре Беккерель установил важный факт: интенсивность излучения определяется только количеством урана в препарате, и не зависит от того в какие соединения он входит. Следовательно, излучение присуще не соединениям, а химическому элементу урану, его атомам.

Способность урана испускать лучи не ослабевали месяцами. 18 мая 1896 года Беккерель со всей определенностью констатировал наличие этой способности у урановых соединений и описал свойства излучения. Но чистый уран оказался в распоряжении Беккереля только осенью, и 23 ноября 1896 года Беккерель сообщил о свойстве урана испускать невидимые урановые лучи вне зависимости от его химического и физического состояния.

 

Научный подвиг семьи ученых М. Складовской и П. Кюри.

Слайды 7 – 16.

В числе тех, кто всерьез заинтересовался открытием Беккереля, был и ряд выдающихся ученых, в том числе, Анри Пуанкаре, Д. И. Менделеев, специально приехавший в Париж, чтобы познакомиться с работами и автором этого открытия и, что нужно подчеркнуть особо, супруги Пьер и Мария Кюри.

Весной 1896 г. Мария Кюри заканчивала обучение в Сорбонне и тщательно выбирала тему магистерской диссертации. (“Выбор темы первого научного исследования — это, как первая любовь,— на всю жизнь”,— говорила она полушутя.) В это время стали известны первые результаты исследований Беккереля, способность “урановых лучей” ионизировать воздух.

Вначале Мария Кюри хотела найти ответ на простые вопросы: “Только ли уран испускает новые лучи? И если да, то в чем его исключительность?” К тому времени уран был известен уже более ста лет и ничем особым среди других элементов не выделялся: металл, тяжелый, серо-стального цвета, использовали его в то время редко, в основном для окрашивания стекол и керамики в желто-зеленый цвет.

Мария Кюри терпеливо проверила на радиоактивность практически все известные в то время элементы (более 80) и вскоре (1898г)обнаружила, что из них только торий также обладает этим свойством — и даже в большей степени, чем уран. Это был важный результат, поскольку он сразу же устранял вопрос об исключительности урана: если существует два радиоактивных элемента, то почему их не может быть больше?

В дальнейшем главные усилия были предприняты М. Склодовской-Кюри и ее мужем П. Кюри в поисках новых элементов. Систематическое исследование руд, содержащих уран и торий, позволило им выделить новый неизвестный ранее химический элемент - полоний № 84, названный так в честь родины М. Склодовской-Кюри - Польши. Был открыт еще один элемент, дающий интенсивное излучение - радий № 88, т.е. лучистый. Само же явление произвольного излучения было названо супругами Кюри радиоактивностью.

Впоследствии было установлено, что все химические элементы с порядковым номером более 83 являются радиоактивными.

26 декабря 1898 г. они доложили о своих результатах Французской академии наук. В то время Мария и Пьер уже могли продемонстрировать слушателям препарат радия, который был в 900 раз активнее, чем равное ему по массе количество урана.

Отныне все мысли Марии Кюри сосредоточились на одном желании: выделить радий в чистом виде, Но как это сделать?

При содействии геофизика Эдуарда Зюсса, тогдашнего президента Австрийской академии наук, австрийское правительство согласилось подарить супругам Кюри тонну урановой смоляной обманки. Удалось найти подходящий сарай, куда свалили эту руду, а также другие десять тонн, которые оплатил миллионер барон Эдмон Ротшильд. Для Марии Кюри начались годы напряженной, однообразной и утомительной работы: изо дня в день, в течение многих лет растворять, выпаривать и снова растворять. Им пришлось почти вручную переработать 11 т руды.

Это была черная и тяжелая работа, в жару и холод, в старом сарае, без всяких мер предосторожности: счетчик радиоактивного излучения и сейчас продолжает угрожающе щелкать, когда к нему подносят страничку из лабораторного журнала Марии и Пьера Кюри тех лет.

К 1902 г. Мария Кюри выделила из тонны руды несколько десятых долей грамма концентрированного препарата радия. Еще три года спустя она имела 0,4 г чистого хлорида радия и лишь в 1910 г., через 12 лет после начала работы, исполнилась ее мечта: она увидела, наконец, серебристо-белую капельку чистого металла радия массой 0,0085 г. Но эта капелька излучала в 3 млн. раз активнее, чем такая же капелька урана.

Мари черпала силы в признании ее научных достижений, любимой работе, любви и поддержке Пьера. Как она сама признавалась: «Я обрела в браке все, о чем могла мечтать в момент заключения нашего союза, и даже больше того». Но эта идиллия рухнула в 1906 году, когда Пьер погиб под колесами почтовой кареты.

Лишившись ближайшего друга и товарища по работе, Мари ушла в себя. Однако она нашла в себе силы продолжать работу. В мае, после того как Мари отказалась от пенсии, назначенной министерством общественного образования, факультетский совет Сорбонны назначил ее на кафедру физики, которую прежде возглавлял ее муж. Когда через шесть месяцев Кюри прочитала свою первую лекцию, она стала первой женщиной – преподавателем Сорбонны.

 В конце 1910 г. по настоянию многих ученых кандидатура Кюри была выдвинута на выборах в одно из наиболее престижных научных обществ – Французскую академию наук. Пьер Кюри был избран в нее лишь за год до своей смерти. За всю историю Французской академии наук ни одна женщина не была ее членом, поэтому выдвижение кандидатуры Кюри привело к жестокой схватке между сторонниками и противниками этого шага. После нескольких месяцев оскорбительной полемики в январе 1911 г. кандидатура Кюри была отвергнута на выборах большинством в один голос.

Мария Кюри скончалась 4 июля 1934 г. от лейкемии в небольшой больнице местечка Санселлемоз во французских Альпах. Заключенное в свинцовый гроб тело Марии Склодовской-Кюри до сих пор излучает радиоактивность с интенсивностью 360 беккерель/м³ при норме около 13 бк/м³...

  Научный подвиг Пьера и Марии Кюри был признан во всем мире еще при их жизни. В 1903 г. они совместно с Анри Беккерелем удостоены Нобелевской премии по физике.   В 1911 г., уже после смерти Пьера Кюри, Шведская академия наук присуждает Марии Кюри вторую Нобелевскую премию (по химии). Мария заняла профессорскую кафедру в Париже и стала первой женщиной - профессором. Она была первым лауреатом двух Нобелевских премий.

Помимо двух Нобелевских премий, Мария Кюри была удостоена медали Бертло Французской академии наук (1902), медали Дэви Лондонского королевского общества (1903) и медали Эллиота Крессона Франклиновского института (1909). Она была членом 85 научных обществ всего мира, в том числе Французской медицинской академии, получила 20 почетных степеней. С 1911 г. и до смерти Кюри принимала участие в престижных Сольвеевских конгрессах по физике, в течение 12 лет была сотрудником Международной комиссии по интеллектуальному сотрудничеству Лиги Наций.

 В честь супругов Кюри был назван искусственно полученный химический элемент с порядковым номером 96 - кюрий Cm.

Величайшим достоинством Кюри как ученого было ее несгибаемое упорство в преодолении трудностей: поставив перед собой проблему, она не успокаивалась до тех пор, пока ей не удавалось найти решение. Тихая, скромная женщина, которой досаждала ее слава, Кюри сохраняла непоколебимую верность идеалам, в которые она верила, и людям, о которых она заботилась

 

• Состав радиоактивного излучения.

  Слайды 17 – 20.

В 1903 г. Эрнест Резерфорд и Фредерик Содди выдвинули теорию, согласно которой радиоактивные излучения возникают при распаде атомных ядер.

 Радиоактивность — это природное явление когда происходит самопроизвольный распад ядер атомов, при котором возникают излучения. Эти излучения имеют большую энергию и способны ионизировать в той или иной степени любое вещество.

В последующие годы исследованием природы радиоактивных излучений занимались многие физики, в том числе Э. Резерфорд и его ученики. Было выяснено, что радиоактивные ядра могут испускать частицы трех видов: положительно и отрицательно заряженные и нейтральные. Эти три вида излучений были названы -, -, - излучениями.

Классический опыт, позволивший обнаружить сложный состав радиоактивного излучения, состоял в следующем. Препарат радия помещали на дно узкого канала в куске свинца. Против канала находилась фотопластинка. На выходившие из канала излучения действовало сильное магнитное поле, линии индукции которого перпендикулярны лучу. Вся установка размещалась в вакууме

 В отсутствии магнитного поля на фотопластинки после проявления обнаруживалось одно темное пятно, точно напротив канала. В магнитном поле пучок распадался на три пучка. Две составляющие первичного потока отклонялись в противоположные стороны. Это указывало на наличие у этих излучений электрических зарядов противоположных знаков. При этом отрицательный компонент излучения отклонялся магнитным полем гораздо сильнее, чем положительный. Третья составляющая не отклонялась магнитным полем. Положительно заряженный компонент получил название α- лучей, отрицательно заряженный - β- лучей и нейтральный – - лучей.

 

• Свойства радиоактивных излучений.

Слайды 21 – 30.

Альфа-излучение представляет собой поток ядер атома гелия, распространяющихся с начальной скоростью около 20 тыс. км/с. Их ионизирующая способность огромна, а так как на каждый акт ионизации тратится определенная энергия, то их проникающая способность незначительна: длина пробега в воздухе составляет 3—11 см, а в жидких и твердых средах — сотые доли миллиметра. Лист плотной бумаги полностью задерживает их. Надежной защитой от альфа-частиц является также одежда человека.

 Поскольку альфа-излучение имеет наибольшую ионизирующую, но наименьшую проникающую способность, внешнее облучение альфа-частицами практически безвредно, но попадание их внутрь организма весьма опасно.

Бета-излучение — поток электронов, которые в зависимости от энергии излучения могут распространяться со скоростью, близкой к скорости света (300 тыс. км/с). Заряд бета-частиц меньше, а скорость больше, чем у альфа-частиц, поэтому они имеют меньшую ионизирующую, но большую проникающую способность. Длина пробега бета-частиц с высокой энергией составляет в воздухе до 20 м, воде и живых тканях — до 3 см, металле — до 1 см. На практике бета-частицы почти полностью поглощают оконные или автомобильные стекла и металлические экраны толщиной в несколько миллиметров. Одежда поглощает до 50 % бета-частиц.

 При внешнем облучении организма на глубину около 1 мм проникает 20—25 % бета-частиц. Поэтому внешнее бета-облучение представляет серьезную опасность лишь при попадании радиоактивных веществ непосредственно на кожу (особенно на глаза) или же внутрь организма.

Гамма-излучение — это электромагнитное излучение, испускаемое ядрами атомов при радиоактивных превращениях. Оно, как правило, сопровождает бета-распад, реже альфа-распад. По своей природе гамма-излучение представляет собой электромагнитное поле с длиной волны 108—10и см. Оно испускается отдельными порциями (квантами) и распространяется со скоростью света. Ионизирующая способность его значительно меньше, чем у бета-частиц и тем более у альфа-частиц.

Гамма-излучение имеет наибольшую проникающую способность и в воздухе может распространяться на сотни метров. Для ослабления его энергии в два раза необходим слой вещества (слой половинного ослабления) толщиной: воды — 23 см, стали — около 3см, бетона — 10см, дерева — 30 см.

Из-за наибольшей проникающей способности гамма-излучение является важнейшим фактором поражающего действия радиоактивных излучений при внешнем облучении.

Хорошей защитой от гамма-излучений являются тяжелые металлы, например свинец, который для этих целей используется наиболее часто.

 

• Значение открытия радиоактивности.

Слайды 31.

Явление радиоактивности т.е. самопроизвольное излучение веществом a-, b-, g - частиц послужило основанием для предположения о том, что атомы вещества имеют сложный состав.

 

 

 


Источник: http://www.openclass.ru/node/356531


Закрыть ... [X]

Естественная радиоактивность - Большая Энциклопедия Нефти Конкурс херсонська область

Как была открыта естественная радиоактивность Открытие радиоактивности. Альфа -, бета и гамма
Как была открыта естественная радиоактивность История открытия радиоактивности
Как была открыта естественная радиоактивность MK. Открытие радиоактивности PhysBook
Как была открыта естественная радиоактивность Радиоактивный распад Википедия
Как была открыта естественная радиоактивность Открытие радиоактивности
Piglette - Зайки ручной работы Гранты на реализацию проектов - Конкурсы. Гранты. Премии Казанские Узоры - Международные детские фестивали «Я МОГУ! Конкурсы для подростков / конкурсы и игры Мероприятия, посвященные Дню Военно-Морского Флота Открытки картинки поздравления Искренняя благодарность План-конспект на тему: Сценарий праздника quot;Дружба начинается Пожелания на 9 мая в прозе