Билет № 25 Радиоактивность. Виды радиоактивных излучений и методы их регистрации. Влияние ионизирующей радиации на живые организмы.

Радиактивный распад в электрическом поле

Радиоактивность

Все знают, что атомы вещества состоят из ядра и вращающихся вокруг него электронов. Ядро – это очень устойчивое образование, которое сложно разрушить.Однако, ядра атомов некоторых веществ обладают нестабильностью и могут излучать в пространство различную энергию и частицы. Это излучение называют радиоактивным. Оно включает в себя несколько составляющих, которые назвали соответственно первым трем буквам греческого алфавита: α-, β- и γ- излучение (альфа-, бета- и гамма-излучение).

Явление радиоактивности было открыто опытным путем французским ученым Анри Беккерелем в 1896 г. для солей урана. Беккерель заметил, что соли урана засвечивают завернутую во много слоев фотобумагу невидимым проникающим излучением.
Виды радиоактивных излучений и методы их регистрации.
Английский физик Эрнест Резерфорд исследовал радиоактивное излучение в электрических и магнитных полях. Он открыл две составляющие этого излучения, которые были названы α-, β-излучением. На рисунке изображено радиоактивное излучение в электрическом поле.

· a — излучение — это поток тяжелых положительно заряженных частиц (ядер гелия), движущихся со скоростью около 10⁷ м/с. Вследствие положительного заряда a – частицы отклоняются электрическим и магнитным полями.

· β — излучение — это поток быстрых электронов. Электроны —e значительно меньше альфа-частиц и могут проникать вглубь тела на несколько сантиметров. Обладают скоростью от 10⁸ м/с до0,999с. Из-за наличия отрицательного заряда электроны отклоняются электрическим и магнитным полями в противоположную сторону по сравнению с β – частицами.

· γ – излучение —это фотоны, т.е. электромагнитное излучение, несущее энергию. Оно не отклоняется электрическим и магнитным полями. Параметры ядра при излучении не меняются, ядро лишь переходит в состояние с меньшей энергией. Распавшееся ядро тоже радиоактивно, т. е. происходит цепочка последовательных радиоактивных превращений. Процесс распада всех радиоактивных элементов идет до свинца. Свинец — конечный продукт распада.

Было установлено, что проникающая способность оказалась самая малая у α--лучей (лист бумаги или несколько сантиметров слоя воздуха),
а β-лучипроходят сквозь алюминиевую пластину толщиной в несколько миллиметров. Очень велика проникающая способность у γ — лучей (например, алюминий — толщина пластины десятки сантиметров).

Итак, радиоактивность свидетельствует о сложном строении атомов.
Специальные приборы, которые применяются для регистрации ядерных излучений, называются детекторами ядерных излучений. Наиболее широкое применение получили детекторы, которые обнаруживают ядерные излучения по производимой ими ионизации и возбуждению атомов вещества. Это — газоразрядный счетчик Гейгера, камера Вильсона, пузырьковая камера.Существует также метод фотоэмульсий, основанный на способности пролетающей частицы создавать в фотоэмульсии скрытое изображение. След пролетевшей частицы сквозь нее виден на фотографии после проявления.
Влияние ионизирующей радиации на живые организмы
Радиоактивное излучение оказывает сильное биологическое действие на ткани живого организма. Оно ионизирует атомы и молекулы среды. Под действием ионизирующей радиации разрушаются сложные молекулы и элементы клеточных структур. В человеческом организме нарушается процесс кроветворения. Человек заболевает белокровием, или так называемой лучевой болезнью. Большие дозы облучения приводят к смерти.

Билет № 26 Солнечная система. Звезды и источники их энергии. Галактика

Солнечная система

Солнечная система. Звезды.

Солнечной системой называется совокупность небесных тел, движущихся вокруг Солнца, которое является динамическим центром этой системы. Солнечная система состоит из Солнца и планетной системы, включающей в себя все естественные космические объекты, которые обращаются вокруг Солнца. Обращаются вокруг Солнца 8 больших планет со своими спутниками и кольцами: Меркурий, Венера, Земля, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Они делятся на планеты земной группы, похожие на Землю, и планеты – гиганты, похожие на Юпитер. Эти группы сильно отличаются по своим физическим характеристикам. К естественным космическим объектам в солнечной системе относятся карликовые планеты и их спутники, а также малые тела: астероиды, метеоры и метеориты, кометы, космическая пыль. Между орбитами Марса и Юпитера расположен пояс астероидов.

Возраст Солнечной системы приблизительно 4,6 млрд лет.

Основные особенности Солнечной системы.

· Планеты движутся вокруг Солнца по орбитам, близким к круговым. Кометы же движутся по очень вытянутым орбитам, при движении вблизи Солнца у кометы образуется хвост.

· Орбиты всех планет лежат практически в плоскости экватора Солнца.

· Направление обращения вокруг Солнца одинаково для всех планет и совпадает с направлением вращения Солнца. В том же направлении происходит вращение всех планет, кроме Венеры и Урана, причём Уран вращается, практически «лёжа на боку»

· Масса всех планет системы в 750 раз меньше массы Солнца. Масса Солнца составляет 99.8 % массы С.с.. Солнце удерживает своим тяготением планеты и прочие тела Солнечной системы.

· Планеты земной группы (расположены внутри пояса астероидов): меньше гигантов по массе и размерам, более медленное вращение. У них большая средняя плотность вещества. У трёх планет — Венеры, Земли и Марса — имеется атмосфера. Атмосфера у Венеры и Марса состоит из углекислого газа. Только у Земли есть естественный спутник — Луна, а у Марса – Фобос и Деймос. Венера самая горячая планета нашей системы, температура её поверхности составляет свыше 500 °C.

· Планеты – гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) за поясом астероидов: в десятки и сотни раз массивнее планет земной группы. Превосходят и по размеру. Юпитер, например, превосходит Землю по объёму в 1320 раз, а по массе – в 318 раз. окружены плотными протяженными водородно-гелиевыми атмосферами с небольшим содержанием аммиака и метана. У всех планет-гигантов низкая средняя плотность (большая плотность у Нептуна — 1,66 г/см², самая малая у Сатурна — 0,7 г/см²). Они очень быстро вращаются вокруг своих осей (для Юпитера один оборот за 10 часов). Планеты-гиганты отличаются большим числом спутников и имеют кольца, но только кольцевая система Сатурна видна с Земли. У Сатурна имеется больше всех спутников — 62. Юпитер массивнее всех остальных планет, вместе взятых. Самая отдалённая планета от Солнца – Нептун.

Планеты Солнечной системы