ТЕМА: Явление радиоактивности

АТОМНАЯ ФИЗИКА.

Тема урока: Опыт Резерфорда.

В начале 20 века были открыты некоторые явления, которые ставили под сомнение отсутствие внутренней структуры у атомов. К ним относятся прежде всего все электрические явления: прохождение тока, электризация тел и т. д.

При изучении этих явлений было доказано, что в состав атомов входят отрицательно заряженные частицы – электроны. Но атом – электрически нейтральная частица, следовательно,в состав атома должны входить положительно заряженные частицы, при этом положительный заряд должен быть равен отрицательному заряду.

Первая модель атома была предложена английским физиком Томсоном. Он предположил, что положительный заряд занимает весь объем атома, а внутри расположены электроны (как изюм в кексе).

Для экспериментального исследования распределения положительного заряда, а значит и массы внутри атома Резерфорд предложил в 1906 году бомбардировать атомы с помощью альфа – частиц (ядра атома гелия).

В результате проведенных опытов Резерфорд пришел к следующим выводам:

1) ВСЯ МАССА И ВЕСЬ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ ЗАРЯД СОСРЕДОТОЧЕН В ОЧЕНЬ МАЛЕНЬКОЙ ОБЛАСТИ ПРОТРАНСТВА, КОТОРАЯ НАЗЫВАЕТСЯ ЯДРОМ АТОМА.

2) АТОМ ИМЕЕТ РАЗМЕРЫ 10^-12 – 10^-13 СМ.

3) ЗАРЯД ЯДРА РАВЕН ПОРЯДКОВОМУ НОМЕРУ ЭЛЕМЕНТА В ТАБЛИЦЕ МЕНДЕЛЕЕВА.

4)ИЗ ОПЫТА СЛЕДОВАЛА ПЛАНЕТАРНАЯ МОДЕЛЬ АТОМА,СОГЛАСНО КОТОРОЙ В ЦЕНТРЕ АТОМА НАХОДИТСЯ ПОЛОЖИТЕЛЬНО ЗАРЯЖЕННОЕ ЯДРО, А ВОКРУГ НЕГО ПО орбитам вращаются отрицательные электроны.

Квантовые постулаты Бора.

РЕЗЕРФОРД СОЗДАЛ ПЛАНЕТАРНУЮ МОДЕЛЬ АТОМА, НО С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ КЛАССИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ НЕЛЬЗЯ БЫЛО ОБЪЯСНИТЬ УСТОЙЧИВОСТЬ АТОМА.

ПО ЗАКОНАМ КЛАССИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ЭЛЕКТРОН, ВРАЩАЯСЬ ПО КРУГОВОЙ ОРБИТЕ, ДОЛЖЕН ИЗЛУЧАТЬ ЭНЕРГИЮ В ВИДЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН И ДВИГАЯСЬ ПО СПИРАЛИ, ОЧЕНЬ БЫСТО УПАСТЬ НА ЯДРО И АТОМ ПРЕКРАТИТ СВОЕ СУЩЕСТВОВАНИЕ.

 

НА САМОМ ДЕЛЕ ТАКОГО НЕ ПРОИСХОДИТ – АТОМ УСТОЙЧИВ. Следовательно, законы классической физики не применимы к явлениям атомных масштабов.

Выход из создавшегося положения был предложен датским ученым Н.Бором, который не предложил строгой теории, но сформулировал ее основные положения в виде двух постулатов. (постулаты - это как аксиомы в математике – предположения, которые надо принять на веру без доказательств).

 

ПОСТУЛАТЫ БОРА.

 

1) Атомная система может находиться только в особых стационарных состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия..В стационарных состояниях атом не излучает.

2) Излучение света происходит при переходе атома из стационарного состояния с большей энергией в стационарное состояние с меньшей энергией.Энергия излучаемого фотона равна разности энергий двух стационарных состояний.

Е = Е₂ – Е₁

 

Фотон (или квант) – это световая частица.

Немецкий ученый Макс Планк предположил, что свет при излучении и поглощении представляет собой поток частиц –фотонов (квантов).

Энергия фотона пропорциональна частоте света и определяется по формуле:

 

Е = hv,которая называется формула Планка.

 

h= 6.62 * 10^-34Дж/с,

 

 

v – частота света.

 

Из постулатов Бора следует, что атом излучает энергию не неприрывно, а отдельными порциями.

С тационарным называется такое состояние атома, когда каждый электрон движется по своей орбите не излучая энергию.

 

 

Излучение и поглощение энергии атомом.

 

Излучение света происходит при переходе электронов с более высокой орбиты (наиболее удаленной от ядра) на более низкую (ближе к ядру).

Чем дальше от ядра находится электрон, тем больше его энергия.

 

Перейти с более низкой орбиты на более высокую электрон может только поглотив дополнительную энергию. Чем больше энергии электрон поглотит, тем на более высокую орбиту он поднимется.

 

 

ТЕМА: Явление радиоактивности.

 

Уран, торий и другие химические элементы обладают свойством непрерывно и без всяких внешних воздействий испускать невидимые лучи, способные проникать сквозь непрозрачные экраны, оказывать фотографическое и ионизирующее действие.

 

Свойство самопроизвольного испускания невидимых лучей, обладающих высокой проникающей способностью, называется радиоактивностью.

Элементы, обладающие такими свойствами, называются радиоактивными.

 

Явление радиоактивности было открыто французским ученым Беккерелем в 1896 году. Исследованием этого явления занимались также Мария Склодовская – Кюри и Пьер Кюри.

 

Они пришли к следующим выводам:

1) радиоактивность обнаруживают не только уран, но и все его соединения;

2) радиоактивность представляет собой не молекулярное явление, а внутреннее свойство атомов радиоактивного элемента.

 

Мария Склодовская – Кюри назвала это явление радиоактивностью.

В дальнейшем они открыли новые радиоактивные элементы: радий, полоний, торий.