Конспект радиоактивность как свидетельство сложного строения атомов

Обновлено: 20.05.2024

Явление радиоактивности всегда сопровождается выделением энергии. Оказалось, что 1 г радия выделяет 600 Дж энергии, относит -, ? — и ? — излучения.

Экспериментальные исследования показали, что на явление радиоактивности не оказывают влияния такие внешние воздействия, которые могли бы повлиять на электронную оболочку атома (нагрев, электрические и магнитные поля, химические соединения, агрегатное состояние и т.д.).. Итак, радиоактивность обусловлена лишь структурой атома. Выяснилось, что радиоактивность — это свойство некоторых атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра с испусканием частиц.

Таким образом, непроизвольное излучения веществом -, ? — и ? — частиц, наряду с другими экспериментальными фактами, послужило основанием для предположения, что атомы вещества являются сложными по структуре.

Конец 19 в. вообще был богат на открытие различного рода не известных до того “излучений”.

В 1880-е английский физик Джозеф Джон Томсон приступил к изучению элементарных носителей отрицательного заряда,
В 1891 ирландский физик Джордж Джонстон Стони (1826–1911) назвал эти частицы электронами.
В декабре Вильгельм Конрад Рентген сообщил об открытии нового вида лучей, которые он назвал Х-лучами. До сих пор в большинстве стран они так и называются, но в Германии и России принято предложение немецкого биолога Рудольфа Альберта фон Кёлликера (1817–1905) называть лучи рентгеновскими.

Эти лучи возникают, когда быстро летящие в вакууме электроны (катодные лучи) сталкиваются с препятствием. Было известно, что при попадании катодных лучей на стекло, оно испускает видимый свет – зеленую люминесценцию Рентген обнаружил, что излучение проходит через многие непрозрачные вещества, вызывает почернение фотопластинки, завернутой в черную бумагу или даже помещенной в металлический футляр. Лучи проходили через очень толстую книгу, через еловую доску толщиной 3 см, через алюминиевую пластину толщиной 1,5 см. Рентген понял возможности своего открытия: “Если держать руку между разрядной трубкой и экраном, – писал он, – то видны темные тени костей на фоне более светлых очертаний руки”. Это было первое в истории рентгеноскопическое исследование

Открытие Рентгена вскоре привело к не менее выдающемуся открытию. Его сделал в 1896 французский физик Антуан Анри Беккерель. Он был 20 января 1896 на заседании Академии, на котором физик и философ Анри Пуанкаре рассказал об открытии Рентгена и продемонстрировал сделанные уже во Франции рентгеновские снимки руки человека. Пуанкаре не ограничился рассказом о новых лучах. Он высказал предположение, что эти лучи связаны с люминесценцией и, возможно, всегда возникают одновременно с этим видом свечения, так что, вероятно, можно обойтись и без катодных лучей. Беккерель решил проверить, связаны ли лучи Рентгена с флуоресценцией. Яркой желто-зеленой флуоресценцией обладают некоторые соли урана, например, уранилнитрат UO2(NO3)2. Такие вещества были в лаборатории Беккереля, где работал. С препаратами урана работал еще его отец, который показал, что после прекращения действия солнечного света их свечение исчезает очень быстро – менее чем за сотую долю секунды . Однако никто не проверял, сопровождается ли это свечение испусканием каких-то других лучей, способных проходить сквозь непрозрачные материалы , как это было у Рентгена. Именно это после доклада Пуанкаре решил проверить Беккерель.

. Беккерель завернул фотопластинку в плотную черную бумагу, положил сверху крупинки урановой соли и выставил на яркий солнечный свет. После проявления пластинка почернела на тех участках, где лежала соль. Следовательно, уран создавал какое-то излучение, которое, подобно рентгеновскому, пронизывает непрозрачные тела и действует на фотопластинку. Беккерель думал, что это излучение возникает под влиянием солнечных лучей.

Но однажды, в феврале 1896 г., провести очередной опыт ему 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 влияния внешних факторов создают какое-то излучение.

Радиоактивность -способность атомов некоторых химических элементов к самопроизвольному излучению

В 1899г Резерфорд, изучая ионизирующую способность радиоактивного излучения, обнаружил, что оно не однородно (Рис. в учебнике)

α-лучи поток ядер атома гелия (Резерфорд). Обладают наименьшей проникающей способностью. Слой бумаги толщиной 0,1мм для них уже не прозрачен.

ᵝ -лучипоток электронов (Беккерель)алюминиевая пластинка при толщине несколько мм

γ-электромагнитные волны (Виллард)слой свинца 1см не является непреодолимой преградой)

В 1903 году Э. Резерфорд и Ф.Содди указали, что явление радиоактивности сопровождается превращением одного химического элемента в другой (радия в радон). Оказалось, что 1г радия выделяет 600Дж энергии, которая уносится α-, ᵝ -, γ-излучением.

1.атом имеет ядро, размеры которого малы по сравнению с размерами самого атома

2. в ядре сконцентрирована почти вся масса атома( в состав входят протоны и нейтроны)

3.отрицательный заряд всех электронов распределён по всему объёму атома (вокруг ядра вращаются электроны, образующие так называемую электронную оболочку).

Положительно и отрицательно заряженные ионы.

Что имеет большую массу: атом лития или положительный ион лития? Атом хлора или отрицательный ион хлора?

На этом уроке мы познакомимся с новой темой и узнаем всё о радиоактивности как свидетельстве сложного строения атомов. На нём мы узнаем, когда и кем впервые была открыта радиоактивность и почему она подтверждает сложное строение атомов. Также мы рассмотрим опыт Беккереля с солями урана, на основе которого была установлена эта сложность.

Но к середине 19 века, теория о неделимости атомов стала противоречить некоторым экспериментальным фактам. Стала зарождаться мысль о том, что атомы не являются мельчайшими частицами, а имеют сложную структуру, и возможно, в их состав входят другие электрически заряженные частицы.

Открытие явления

В 1896 году, физиком из Франции, Анри Беккерелем было открыто явление радиоактивности атомов. Он обнаружил, что химический элемент уран без каких-либо внешних воздействий, то есть самопроизвольно, излучает неизвестные науке невидимые лучи. Впоследствии эти лучи стали называть радиоактивным излучением. Это стало наиболее ярки свидетельством ошибочности теории о неделимости атомов.

В то время, многие ученые стали исследовать радиоактивное излучение. Выяснилось, что помимо урана, некоторые другие химические элементы тоже самопроизвольно испускают радиоактивные лучи.

Это свойство атомов некоторых химических элементов назвали радиоактивностью.

Обнаружение альфа-, бета- и гамма-частиц

Позже, в 1899 году, английским физиком Резерфордом, было обнаружено, что радиоактивное излучение радия имеет сложный состав, то есть оно неоднородно. Для того чтобы это установить проводился следующий опыт: брался очень толстостенный свинцовый сосуд, и в него помещали крупицу радия. Сосуд имел очень узкое отверстие сверху. Через него радиоактивные лучи радия выходили наружу.

Сверху, над сосудом помещали фотопластинку. После того, как фотопластинку проявили, на ней обнаружили темное пятно именно в том месте, куда падал пучок радиоактивных лучей. Потом опыт изменили. Сосуд с радием поместили в сильное магнитное поле. После проявления пластинки на ней оказалось три пятна. Одно, как и прежде, в центре, а два других по разные стороны от него.

Отклонение свидетельствовало о том, что радиоактивные лучи, представляют собой потоки заряженных частиц. А так как произошло отклонение в разные стороны, значит, некоторые частицы имеет различные заряды. Некоторые частицы были положительно заряженными, некоторые отрицательно заряженными, а некоторые (центральный поток) не имели заряда вовсе.

Каждые из этих частиц получили свое название. Положительно заряженные частицы стали называть альфа-частицами, отрицательно заряженные частицы – бета-частицами, а нейтральные – гамма-частицами.

Читайте также: