Класс!ная физика для любознательных Библиотека по физике Класс!ная физика всегда рядом Прекрасный мир искусства Музей открытки 20 века Малая Яблоновка на реке Оккервиль Коты-рисунок, графика, живопись

добавить на Яндекс

"Что кажется нам чудом, на самом деле таковым не является!" - Симон Стевин
Но, что будет, если кота Шрёдингера засунуть в бутылку Клейна и обмотать всё лентой Мёбиуса?
Техно-шокер
Простые опыты Давай, наука! Простые лекции
Путешествие с "Класс!ной физикой" - Музей BMW в Мюнхене - читать полностью
Астрономия детям Предлагается эксперимент Физика детям

 Класс!ная физика   -  YouTube

«Класс!ная физика» - это class-fizika.spb.ru, class-fizika.narod.ru, class-fizika.ru
«Класс!ная физика» - это и библиотека по физике class-fizika.ru/bib.html

Атомное ядро. Презентация - диапозитивы

ПечатьE-mail

Презентация по физике для 9-11 классов "Атомное ядро" создана на основе учебных диапозитивов по физике, авт. Е. Диркова.

Цветные слайды по физике для 9-11 классов.

История открытия атомного ядра и составляющих его частиц.
Презентация удобна для демонстрации на уроках и домашнего просмотра.

Как смотреть?
Просмотр презентации (PowerPoint) начинается по щелчку мышки (на весь экран). Перевод кадров по щелчку левой кнопки мышки или стрелками на клавиатуре. Выход - кнопка "Esc".





Атомное ядро


Учебная серия диапозитивов по физике для 9 класса.
Автор Е. Диркова

К сведению учителя

Диапозитив 1. Опыт Резерфорда.

На диапозитиве – схема установки для подсчета α-частиц, рассеянных мишенью в различных направлениях (0°<0<180°). Источником α-частиц служила ампула с радоном. При попадании частиц на экран возникали слабые вспышки света – сцинтилляции, различимые лишь в полной темноте через микроскоп, вмонтированный во вращающийся корпус.

Диапозитив 2. Сцинтилляционный счетчик.

Сцинтилляционный метод регистрации ядерных частиц (см. диапозитив 1) получил дальнейшее развитие после разработки электровакуумного прибора, преобразующего вспышки света в электрические импульсы. В сцинтилляционном счетчике фотоны от световой вспышки попадают на фотокатод и вырывают из него электроны. Затем система электродов корытообразной формы – динодов – осуществляет лавинное размножение электронов: каждый быстрый электрон выбивает с поверхности динода несколько новых электронов. Многократно усиленный таким способом импульс тока подается для регистрации и анализа на специальную электронную аппаратуру.

Диапозитив 3. Регистрация заряженных частиц в фотоэмульсиях.

Слева – схемы формирования трека заряженной частицы в фотоэмульсии. Под действием электрического поля пролетающей частицы молекулы AgBr вдоль ее пути разваливаются на атомы (распавшиеся молекулы обозначены на схеме а кружочками). При проявлении в первую очередь начинают восстанавливаться те зерна AgBr, в которых имеются свободные атомы Ag. Цепочки этих зерен делают видимой траекторию частицы (схема б). Справа - документальные фотографии треков в фотоэмульсиях. Вверху – треки α-частиц полония, нанесенного иглой на поверхность эмульсии. Каждый трек имеет длину 24 мкм. Внизу – деление ядра урана под действием нейтрона. Излом левого трека объясняется рассеянием осколка.

Диапозитив 4. Пузырьковая камера.

Этот трековый прибор представляет собой прочный сосуд со стеклянными стенками, заполненный жидкостью при температуре выше нормальной температуры кипения. Однако жидкость не кипит, так как находится под давлением, создаваемым при помощи поршня. При резком уменьшении давления жидкость вскипает, но не по всему объему сразу, а в первую очередь вдоль траектории заряженных частиц, оставляющих на своем пути цепочки ионов, которые служат центрами парообразования. На мгновение след частицы становится видимым, остается лишь успеть его сфотографировать. На фотографии справа – трек электрона в пузырьковой камере, помещенной в магнитное поле. При движении в жидкости электрон быстро теряет скорость, и соответственно уменьшается радиус, кривизны его траектории.

Диапозитив 5. Приборы для регистрации ядерных излучений.

Современная пузырьковая камера (справа) – грандиозное сооружение по сравнению с электронными счетчиками ядерных частиц (слева: г – газоразрядный, п – полупроводниковый). Описание устройства и действия полупроводниковых детекторов см. в журнале «Физика в школе», 1987, № 2, с. 30-32.

Диапозитив 6. Энергия связи.

Диаграмма предназначается для объяснения понятия «дефект массы» и наглядно показывает, что масса нуклонов в свободном состоянии превосходит массу покоя образованного из них ядра. График характеризует различие в энергиях покоя свободного и связанного нуклонов, а также энергию связи, приходящуюся на один нуклон, в зависимости от массового числа ядра.

Диапозитив 7. Возбуждение атомных ядер.

Пучок рассеянных протонов всевозможных энергий, попадая в магнитное поле, расщепляется (см. схему эксперимента), и детектор регистрирует лишь частицы определенной энергии. Подсчет частиц при различных значениях индукции магнитного поля позволяет изучить характер потерь энергии моноэнергетических протонов в мишени из железа. Вид соответствующего графика свидетельствует о существовании у ядер мишени дискретных возбужденных состояний. Справа приведена диаграмма допустимых значений внутренней энергии ядер. Каждому уровню энергии на диаграмме соответствует пик на графике.

Диапозитив 8. Внутренняя энергия микросистем и их электромагнитное излучение.

Внутренняя энергия микросистем – таких, как молекулы, атомы и атомные ядра, – может принимать не произвольные, а только строго определенные, дискретные значения. Однако энергетические диаграммы этих систем имеют разные масштабы. Механизм же образования электромагнитного излучения возбужденными системами одинаков – это переход из состояния с высокой энергией в состояние с более низкой энергией. Разность энергий определяет частоту излучения.

Диапозитив 9. Радиоактивный распад и гамма-излучение ядер.

Схема распада представляет собой энергетическую диаграмму. На нее наносят уровни материнского и дочернего ядер в виде горизонтальных линий, принимая за начало отсчета энергии основное состояние дочернего ядра (α-распад изображают стрелкой, направленной вниз справа налево, β-распад – стрелкой, направленной вниз слева направо, γ-переход – вертикальной стрелкой). Согласно схеме распада, 239Pu испускает три группы α-частиц, отличающихся по энергии (доля распадов указана в процентах). Таким образом, случаен не только момент распада каждого ядра 239Pu, но и его исход. Приведен также график, характеризующий понятие периода полураспада.

Диапозитив 10. Ядерные реакции.

Слева – запечатленная в камере Вильсона реакция превращения азота в кислород под действием пучка α-частиц. Пучок напоминает растрепанный веник. Он содержит длинные и короткие треки – соответственно первоначальной энергии α-частиц, испускаемых естественным источником. Справа – зафиксированное в фотоэмульсии расщепление ядра азота дейтонами. Даются расшифровки ядерных реакций.

Диапозитив 11. Энергетический выход ядерных реакций.

Взаимодействие одних и тех же ядерных частиц может приводить к образованию разных продуктов, пример тому – столкновение протонов с ядрами 7Li. Одна из указанных ядерных реакций идет с выделением энергии (Q>0), другая требует затраты энергии (Q<0). Диаграмма позволит сравнить массы частиц, вступающих в реакцию, и массы ее продуктов. Разность этих масс характеризует энергетический выход ядерной реакции.

Диапозитив 12. Цепная ядерная реакция.

В результате попадания нейтрона в ядро урана последнее расщепляется на два осколка (х1 и х2), при этом испускаются еще два или три нейтрона. Эти нейтроны в свою очередь способны вызвать деление новых ядер и т. д. В итоге развивается цепная ядерная реакция. Предвидеть исход деления отдельного ядра невозможно, образование осколка с определенными А и Z – случайное событие. Выход осколков той или иной массы можно прогнозировать при расщеплении большого количества ядер (см. график, относящийся к делению 238U быстрыми нейтронами; Ах — массовое число осколка X).

Диапозитив 13. Ядерный реактор.

На диапозитиве представлен водо-водяной реактор на медленных нейтронах. Для осуществления в нем цепной ядерной реакции используется природный уран. Вода является одновременно замедлителем нейтронов, образующихся в урановых стержнях, и теплоносителем. Ее температура в активной зоне достигает 300°С. Назначение отражателя – возвращать назад нейтроны, вылетающие из активной зоны. Управление цепной реакцией производится при помощи стержней, поглощающих нейтроны.

Диапозитив 14. Токамак.

Токамак (ТОроидальная КАмера с МАгнитными Катушками) – установка для исследований термоядерного синтеза. Камера с заполняющим ее рабочим газом служит вторичной обмоткой трансформатора. Изменение тока в первичной обмотке порождает в камере вихревое электрическое поле, под действием которого происходит пробой газа и возникает плазменный виток с продольным электрическим током (1). Этот ток нагревает плазму, а его магнитное поле ( ) вместе с продольным магнитным полем ( ) катушек с током (i), надетых на камеру, предотвращает соприкосновение плазмы со стенками.

Диапозитив 15. Лазерный термоядерный синтез.

Мощный импульс лазерного излучения сферически симметрично воздействует на таблетку, содержащую смесь дейтерия и трития (а), и вызывает интенсивное испарение ее внешних слоев. При этом оболочка таблетки приобретает механический импульс, направленный к центру (в). Сжатие дейтерий-тритиевой смеси создает условия для реакций слияния ядер и приводит к термоядерному микровзрыву (в). Этот процесс для таблеток диаметром 1 мм длится ~10-10с. В лазерном термоядерном реакторе (г) дейтерий-тритиевые таблетки подвергаются воздействию излучения во время свободного падения в вакуумной камере. Отвод тепла осуществляется при помощи жидкого лития, циркулирующего в стенках камеры. Использование лития позволяет возобновлять запасы трития, так как в нем под действием термоядерных нейтронов происходит реакция.

Диапозитив 16. Радиоактивные изотопы в промышленности.

Для приведенных примеров характерно использование γ-излучения, обладающего наибольшей (по сравнению с α- и β-излучениями) проникающей способностью. На схеме а представлены уровнемеры (слева – для непрерывного контроля за содержимым непрозрачной емкости, справа – сигнального типа), на схеме б – устройство для счета транспортируемых изделий; сигналы для газоразрядных счетчиков («с») поступают в специальные регистрирующие приборы («рег.»). На схеме в изображена установка для измерения и автоматического регулирования толщины листового материала в процессе проката.

Диапозитив 17. Изотопные источники электроэнергии.

Энергия, высвобождаемая при распаде ядер радиоактивного изотопа, может быть преобразована в электроэнергию термоэлектрическим методом. Внизу показаны генераторы, питающие маяк в Балтийском море. Слева на рентгенограмме – вживленный пациенту радиоизотопный электрический стимулятор сердечной деятельности.

Диапозитив 18. Радиоизотопная диагностика.

Пациенту вводят меченное радиоактивным изотопом химическое соединение, поведение которого в человеческом организме заранее изучено, и при помощи детекторов наблюдают за накоплением этого соединения в различных тканях и органах. Распределение радиоактивного вещества позволяет определять размеры и положение органов, а также их повреждения.

Диапозитив 19. Работа с радиоактивными препаратами.

Для защиты от радиации и предотвращения радиоактивного загрязнения окружающей среды используются перчаточные боксы, дистанционные манипуляторы. Знаком радиационной опасности маркируют все установки, содержащие источники ионизирующих излучений.

Диапозитив 20. Индивидуальный дозиметр.

Перед началом работы ионизационную камеру дозиметра заряжают до определенной разности потенциалов. Под действием ионизирующих частиц в камере, наполненной газом, возникает электрический ток, и разность потенциалов между ее электродами уменьшается пропорционально поглощенной энергии излучения. Значение полученной дозы определяют по положению нити электрометра, находящегося внутри дозиметра. Каковы же опасные и неопасные дозы облучения? Фоновое облучение (~11 мкбэр/ч) за год составляет ~0.1 бэр (1 бэр = 0.01 Гр), возможны отклонения от этой величины в 2- 3 раза. Ежедневный 3-часовой просмотр телевизора в течение года дает 5•10-4 бэр. Значительную дозу человек получает при рентгеновских медицинских обследованиях: при флюорографии – 0.37 бэр, при рентгенографии зубов – 3 бэр, при рентгеноскопии желудка – 30 бэр. При облучении дозой 75 бэр обнаруживаются кратковременные незначительные изменения состава крови. Лучевая болезнь легкой степени наступает при дозе 100 бэр, тяжелой степени (смертельный исход в 50% случаев) – 450 бэр.



Презентация по физике, диапозитивы, диапозитивы по физике, презентация, ядро, атомное ядро.