"Период полураспада. Закон радиоактивного распада"

11. 04. 17. Тема: Период полураспада. Закон радиоактивного распада.

Цели: Образовательная: познакомить с законом радиоактивного распада, ввести понятие период полураспада, научиться решать задачи по заданной теме.

Развивающая: продолжить формировать умения анализировать, обобщать, применять полученные знания при решении качественных, графических, расчётных задач, работать в группе.

Воспитательная: продолжить формировать диалектико-материалистическое мировоззрение (представление о статистических закономерностей микромира).

Оборудование: компьютер, проектор.

Ход урока.

1. Организационный момент.

2. Повторение изученного.

Вопросы: Кто открыл радиоактивность?

Что такое радиоактивность?

Каков состав радиоактивного излучение?

Проанализируйте альфа, бета и гамма компоненты.

Правило Содди для альфа распада, правило Содди для бета распада

записать на доске.

Целеполагание: одна из физических величин характеризующая радиоактивный распад, называется период полураспада. Запишите тему урока: Период полураспада. Закон радиоактивного распада.

- С одинаковой ли скоростью убывает активность различных радиоактивных элементов

- нет

-Активность (интенсивность излучения) некоторых радиоактивных элементов почти не меняется в течении десятков лет и более.

- как описать количественно радиоактивный распад?

- необходимо ввести новую физическую величину, период полураспада. Вспомните при изучении, каких физических процессов вы встречались с понятием период?

- движение тела по окружности, колебания.

- как вы определяли период при движении тела по окружности?

- Период это время полного оборота.

- если речь идёт о колебаниях?

- период это время одного полного колебания.

- Таким образом, период для любого периодического процесса это временная характеристика. Приставка полу подсказывает, что за период распадается половина радиоактивных ядер.

- запишем в тетради : период полураспада – это время, в течении которого распадается половина начального числа радиоактивных атомов. Активность это число распадов в одну секунду. Единица активности беккерель. Период полураспада – постоянная величина, зависящая только от свойств радиоактивного изотопа.

Изотопы разновидность одного химического элемента, различающиеся по массе.

- задание откройте учебник стр.299, на рис.13,8 изображена графическая зависимость активности от времени для радиоактивного препарата, определите по графику период полураспада.

- 5 суток.

- объясните, как получили ответ.

- закон радиоактивного распада открыл Фредерик Содди и Эрнест Резерфорд экспериментальным путем и сформулирован в 1913г. Математическая формулировка закона.

N = N₀/2^t/T N₀- первоначальное число радиоактивных атомов.

N- число не распавшихся радиоактивных атомов.

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. Чем больше время, тем меньше число нераспавшихся ядер.

- Введём ещё одно обозначение N^* число распавшихся ядер/ N^*= N₀- N₀/2 ^t/T

Ребята сейчас я сосчитаю до пяти, ваша задача за это время очистить от шелухи ровно половину, имеющихся зерен. Еще раз считаю до пяти, вы повторяете свои действия, в данном случае, время, потраченное на счет до пяти, чем является?

- периодом полураспада.

-Первоначальное число семечек согласно закону обозначим

• N₀

Семечки, оставшиеся в шелухе, какой буквой обозначим?

• N

• Без шелухи (распавшиеся) обозначим ?

• N^*

Мы провели ассоциацию с семечками, очищенные зерна ассоциируются с распавшимися ядрами. Неочищенные с нераспавшимися.

-Значение периода полураспада для различных веществ колеблется в очень широких пределах от миллионной доли секунд до миллиарда лет.

- период Т одна из основных величин, определяющих скорость радиоактивного распада. Чем меньше период полураспада, тем меньше живут радиоактивные ядра и тем больше активность вещества. Активность радиоактивного вещества –число распадов радиоактивных ядер за 1 секунду. Единица активности беккерель.1 Бк. 1 Бк – активность вещества в котором за 1 с происходит один распад. Активность 1 грамма радия равна 3,7 *10 ¹⁰ Бк = 1 Ки. Единица 1 кюри часто используется на практике. А = N/ 1,44 T Промежуток времени t = 1, 44 T характеризует среднее время жизни одного радиоактивного изотопа. Так активность урана на протяжении лет заметно не меняется, а активность радия значительно больше и со временем заметно убывает. Закон радиоактивного распада описывает процессы, происходящие в микромире, и носит название статистический. Все ядра одинаковы, любое из них с одинаковой вероятностью может распасться в любой момент времени, распад каждого ядра никак не влияет на распад других ядер. Распад ядра случайное событие, предсказать, когда произойдет распад данного атома невозможно. Оценить можно только вероятность.

явление радиоактивного распада используется в изотопной хронологии, то есть для определения возраста горных пород, минералов, следов древних культур. В 1960 году за разработку радиоуглеродного метода геохронологии американский физик Фрэнк Либби был удостоен нобелевской премии. Радиоуглеродный метод позволяет с большой точностью определять как возраст древнейших памятников культуры, так и время вымирания доисторических животных.

Период полураспада атомов свинца 3,3 ч. Какое утверждение справедливо?

1. За 3,3 ч массовое число каждого ядра уменьшилось вдвое.

2. За 3,3 ч распадается половина имеющихся ядер.

3. за 6,6 ч распадутся все имеющиеся ядра.

Период полураспада 1600 лет за какое время останется четверть первоначальных ядер»? (3200 лет)

Закрепление материала. Класс делится на три группы. Каждая группа получает конверт с заданием. Время выполнения 10 минут.

Задание 1 группе Модель Фрейер. Графические задачи.

Задание 2 группе решение задач

Задание 3 группе решение задач.

Обсуждение задач вызвавших затруднение на доске, с объяснением Финкин элауд.

Итог:

Ребята перечислите, что узнали на уроке сегодня.

Понятие период полураспада, активность радиоактивного элемента, единица активности беккерель, закон радиоактивного распада, то что этот закон носит статистический характер, события в микромире носят случайный характер, практическое применение закона.

оценки за урок

Домашнее задание 100, 101, 102. Вопросы. Сдающим ЕГЭ, прорешать задания №20.

Приложение (задания в конвертах)

1. Период полураспада изотопа кислорода ¹⁴ ₈О составляет 71 с. Какая доля от исходного большого количества этих ядер остаётся нераспавшейся через интервал времени равный 142 с?

2. Период полураспада изотопа кислорода ¹⁴ ₈О составляет 71 с. Какая доля от исходного большого количества этих ядер распадётся через интервал времени равный 142 с?

3. Период полураспада изотопа висмута ²¹⁰ ₈₃ Bi равен пяти дням. Какая масса этого изотопа осталась через 15 дней в образце, содержащим первоначально 80 мг ²¹⁰ ₈₃ Bi ?

4. Период полураспада изотопа висмута ²¹⁰ ₈₃ Bi равен пяти дням. Какая масса этого изотопа осталась через 10 дней в образце, содержащим первоначально 80 мг ²¹⁰ ₈₃ Bi ?

5. Период полураспада гамма- радиоактивного изотопа равен 12,4 ч. Во сколько раз уменьшится интенсивность гамма- излучения, идущего от образца ,содержащее большое число ядер этого изотопа за 24,8 ч ?

6. Период полураспада гамма- радиоактивного изотопа равен 12,4 ч. За какое время интенсивность гамма- излучения, идущего от образца ,содержащее большое число ядер этого изотопа, уменьшится в 8 раз?

7. 75% большого количества первоначально имеющихся ядер радиоактивного изотопа распалось за 1 час. Каков период полураспада этого изотопа?

8. В герметичном контейнере поместили 40мг полония ²¹⁰ ₈₄Ро , ядра которого испытывают альфа распад с периодом полураспада 140 дней. Какая масса полония остаётся в контейнере через 420 дней?

9. Какая доля от исходного большого числа радиоактивных ядер распадётся за интервал времени, равный двум периодам полураспада?

10. Какая доля от исходного большого числа радиоактивных ядер осталась нераспавшейся за интервал времени, равный двум периодам полураспада?

Период полураспада изотопа кислорода ¹⁴ ₈О составляет 71 с. Какая доля от исходного большого количества этих ядер остаётся нераспавшейся через интервал времени равный 142 с? (25%)

Период полураспада изотопа кислорода ¹⁴ ₈О составляет 71 с. Какая доля от исходного большого количества этих ядер распадётся через интервал времени равный 142 с? (75%)

Период полураспада изотопа висмута ²¹⁰ ₈₃ Bi равен пяти дням. Какая масса этого изотопа осталась через 15 дней в образце, содержащим первоначально 80 мг ²¹⁰ ₈₃ Bi ? (10 мг)

Период полураспада изотопа висмута ²¹⁰ ₈₃ Bi равен пяти дням. Какая масса этого изотопа осталась через 10 дней в образце, содержащим первоначально 80 мг ²¹⁰ ₈₃ Bi ? (20 мг)

Период полураспада гамма- радиоактивного изотопа равен 12,4 ч. Во сколько раз уменьшится интенсивность гамма- излучения, идущего от образца ,содержащее большое число ядер этого изотопа за 24,8 ч ? (в 4 раза)

Период полураспада гамма- радиоактивного изотопа равен 12,4 ч. За какое время интенсивность гамма- излучения, идущего от образца ,содержащее большое число ядер этого изотопа, уменьшится в 8 раз? (37,2)

75% большого количества первоначально имеющихся ядер радиоактивного изотопа распалось за 1 час. Каков период полураспада этого изотопа? (30 мин).

В герметичном контейнере поместили 40мг полония ²¹⁰ ₈₄Ро , ядра которого испытывают альфа распад с периодом полураспада 140 дней. Какая масса полония остаётся в контейнере через 420 дней? (5 мг)

Какая доля от исходного большого числа радиоактивных ядер распадётся за интервал времени, равный двум периодам полураспада? (75%).

Какая доля от исходного большого числа радиоактивных ядер осталась нераспавшейся за интервал времени, равный двум периодам полураспада? (25%).

-