Открыл явление естественной радиоактивности – Кто открыл явление естественной радиоактивности
Кто открыл явление естественной радиоактивности
Радиоактивность может быть искусственной, когда распад ядер атомов достигается путем определенных ядерных реакций. Но прежде чем прийти к искусственному радиоактивному распаду, наука познакомилась с естественной радиоактивностью – самопроизвольным распадом ядер некоторых элементов, которые встречаются в природе.Любое научное открытие – результат упорного труда, но история науки знает примеры, когда большую роль играла случайность. Так произошло с немецким физиком В.К. Рентгеном. Этот ученый занимался исследованием катодных лучей.
Однажды К.В. Рентген включил катодную трубку, закрытую черной бумагой. Недалеко от трубки лежали кристаллы платиноцианистого бария, которые не были связаны с прибором. Они начали светиться зеленым светом. Так было открыто излучение, возникающее при столкновении катодных лучей с какой-либо преградой. Ученый назвал его Х-лучами, а в Германии и России в настоящее время применяется термин «рентгеновское излучение».
В январе 1896 г. французский физик А. Пуанкаре на заседании Академии рассказал об открытии В.К. Рентгена и высказал гипотезу о связи данного излучения с явлением флюоресценции – нетеплового свечения вещества под воздействием ультрафиолета.
На заседании присутствовал физик А.А. Беккерель. Его заинтересовала эта гипотеза, ведь он уже давно исследовал явление флюоресценции на примере уранилнитрита и других солей урана. Эти вещества под воздействием солнечных лучей светятся ярким желто-зеленым светом, но как только действие солнечных лучей прекращается, соли урана перестают светиться менее чем через сотую долю секунды. Это установил еще отец А.А. Беккереля, который тоже был физиком.
Выслушав доклад А. Пуанкаре, А.А. Беккерель предположил, что соли урана, перестав светиться, могут продолжать испускать какое-то другое излучение, проходящие через непрозрачный материал. Опыт, проведенный исследователем, казалось бы, доказывал это. Ученый положил крупинки соли урана на фотопластинку, завернутую в черную бумагу и выставил на солнечный свет. Проявив пластинку, он обнаружил, что она почернела там, где лежали крупинки. А.А.Беккерель сделал вывод, что излучение, испускаемое солью урана, провоцируется солнечными лучами. Но в процесс исследования снова вторглась счастливая случайность.
Однажды А.А. Беккерелю пришлось отложить очередной опыт из-за пасмурной погоды. Подготовленную фотопластинку он убрал в ящик стола, а сверху положил покрытый солью урана медный крест. Через некоторое время он все-таки проявил пластинку – и на ней отобразились очертания креста. Поскольку крест и пластинка находились в недоступном для солнечного света месте, оставалось предположить, что уран – последний в периодической таблице элемент, испускает невидимое излучение самопроизвольно.
Исследованием этого явления наряду с А.А. Беккерелем занялись супруги Пьер и Мария Кюри. Они установили, что данным свойством обладают еще два элемента, открытые ими. Один из них был назван полонием – в честь Польши, родины Марии Кюри, а другой – радием, от латинского слова radius – луч. По предложению Марии Кюри, данное явление было названо радиоактивностью.
www.kakprosto.ru
Кто открыл явление радиоактивности и как это произошло?
В статье рассказывается о том, кто открыл явление радиоактивности, когда это произошло и при каких обстоятельствах.
Радиоактивность
Современный мир и промышленность уже вряд ли смогут обойтись без атомной энергетики. Ядерные реакторы питают подводные лодки, обеспечивают электричеством целые города, а специальные источники энергии, основанные на радиоактивном распаде, устанавливают на искусственные спутники и роботов, которые изучают другие планеты.
Радиоактивность была открыта в самом конце XIX века. Впрочем, как и многие другие важнейшие открытия в различных областях науки. Но кто из ученых впервые открыл явление радиоактивности и как это произошло? Об этом мы и поговорим в данной статье.
Открытие
Это очень важное для науки событие произошло в 1896 году и совершил его А. Беккерель при изучении возможной связи люминесценции и недавно открытых так называемых рентгеновских лучей.
По воспоминаниям самого Беккереля, ему пришла мысль о том, что, может быть, любая люминесценция также сопровождается рентгеновскими лучами? Для того чтобы проверить свою догадку, он использовал несколько химических соединений, в том числе и одну из солей урана, которая светилась в темноте. Далее, подержав ее под солнечными лучами, ученый завернул соль в темную бумагу и убрал в шкаф на фотопластинку, которая, в свою очередь, также была упакована в светонепроницаемую обертку. Позже, проявив ее, Беккерель заменил точное изображение куска соли. Но поскольку люминесценция преодолеть бумагу не могла, то значит, засветило пластинку именно рентгеновское излучение. Так что теперь мы знаем, кто впервые открыл явление радиоактивности. Правда, сам ученый тогда еще не до конца понимал, какое открытие совершил. Но обо всем по порядку.
Заседание Академии наук
Чуть позже в том же году, на одном из заседаний в Академии наук Парижа, Беккерель сделал доклад «Об излучении, производимом фосфоресценцией». Но спустя некоторое время в его теорию и выводы пришлось внести корректировки. Так, во время одного из опытов, не дождавшись хорошей и солнечной погоды, ученый положил на фотопластинку соединение урана, которое светом не облучалось. Тем не менее на пластинке все равно отразилась четкая его структура.
Второго марта того же года Беккерель представил заседанию Академии наук новую работу, в которой рассказывалось о радиации испускаемой фосфоресцирующими телами. Теперь нам известно, кто из ученых открыл явление радиоактивности.
Дальнейшие опыты
Занимаясь дальнейшими исследованиями явления радиоактивности, Беккерель перепробовал много веществ, в том числе и металлический уран. И всякий раз на фотопластинке неизменно оставались следы. А поместив между источником излучения и пластинкой металлический крестик, ученый получил, как сейчас сказали бы, его рентгеновский снимок. Так что мы разобрали вопрос о том, кто открыл явление радиоактивности.
Именно тогда стало понятно, что Беккерель открыл совершенно новый тип невидимых лучей, которые способны проходить сквозь любые предметы, но в то же время они не являлись рентгеновскими.
Также было выяснено то, что интенсивность радиоактивного излучения зависит от количества самого урана в химических препаратах, а не от их видов. Именно Беккерель поделился своими научными достижениями и теориями с супругами Пьером и Марией Кюри, которые впоследствии установили радиоактивность, испускаемую торием, и открыли два совершенно новых элемента, позже названых полонием и радием. И при разборе вопроса «кто открыл явление радиоактивности» часто многие ошибочно приписывают эту заслугу супругам Кюри.
Влияние на живые организмы
Когда стало известно, что радиоактивное излучение испускают все соединения урана, Беккерель постепенно вернулся к изучению люминофора. Но он успел сделать еще одно важнейшее открытие – влияние радиоактивных лучей на биологические организмы. Так что Беккерель был не только первым, кто открыл явление радиоактивности, но и тем, кто установил его влияние на живых существ.
Для одной из лекций он одолжил радиоактивное вещество у супругов Кюри и положил его в карман. После лекции, вернув его владельцам, ученый заметил сильное покраснение кожи, которое имело форму пробирки. Пьер Кюри, выслушав его догадки, решился на эксперимент – в течении десяти часов носил привязанную к руке пробирку, содержащую радий. И в итоге получил сильнейшую язву, которая не заживала несколько месяцев.
Так что мы разобрали вопрос о том, кто из ученых впервые открыл явление радиоактивности. Именно так было открыто влияние радиоактивности на биологические организмы. Но несмотря на это, супруги Кюри, кстати, продолжали заниматься изучением радиационных материалов, а Мария Кюри погибла именно от лучевой болезни. Ее личные вещи до сих пор содержатся в специальном освинцованном хранилище, поскольку накопленная ими доза радиации почти сотню лет назад до сих пор остается слишком опасной.
fb.ru
Открытие естественной радиоактивности
На границе двух последних веков произошло событие, изменившее судьбу человечества.
Французский физик Антуан Беккерель в одном из своих опытов завернул кристаллы сульфата уранил-калия K2(UO2)(SO4)2 в черную светонепроницаемую бумагу и положил сверток на фотопластинку. После проявления он обнаружил на ней очертания кристаллов. Так была открыта естественная радиоактивность соединений урана.
Наблюдения Беккереля заинтересовали французский ученых, физика и химика Мари Склодовскую-Кюри и ее супруга физика Пьера Кюри. Они занялись поисками новых радиоактивных химических элементов в минералах урана. Найденные ими в 1898 году полоний Po и радий Ra оказались продуктами распада атомов урана. Это была уже настоящая революция в химии, так как до этого атомы считались неделимыми, а химические элементы — вечными и неразрушимыми.
В ХХ веке в химии произошло много интересных открытий. Вот только небольшая часть из них. С 1940 по 1988 гг. было синтезировано 20 новых химических элементов, не найденных в природе, в том числе технеций Tc и астат At. Удалось получить элементы, находящиеся в Периодической системе после урана, от нептуния Np с атомным номером 93 до элемента, не имеющего до сих пор общепризнанного названия, с атомным номером 114.
Происходит постепенное слияние неорганической и органической химии и образованием на их основе химии металлоорганических соединений, бионеорганической химии, химии кремния и бора, химии комплексных соединений. Начало этому процессу положил датский химик-органик Вильям Цейзе, синтезировавший в 1827 году необычное соединение трихлороэтиленплатинат(II) калия K[Pt(C2H4)Cl3]. Только в 1956 году удалось установить характер химических связей в этом соединении.
Во второй половине XX века удалось получить искусственным путем такие очень сложные природные вещества, как хлорофилл и инсулин. Были также синтезированы соединения благородных газов от радона Rn до аргона Ar, считавшихся ранее инертными, неспособными к химическому взаимодействию. Положено начало получению топлива из воды и света.
Возможности химии оказались беспредельными, а самые необузданные фантазии человека в области синтеза веществ с необычными свойствами — осуществимыми. Их реализацией и займется молодое поколение химиков первой половины XXI века.
Открытие электрона
Гипотеза о существовании элементарного электрического заряда. Опыты Фарадея показали, что для разных электролитов электрохимический эквивалент k вещества оказывается различным, но, чтобы выделить на электроде один моль любого одновалентного вещества, требуется пропустить один и тот же заряд F, равный примерно 9.6*104 Кл. Более точное значение этой величины, называемой
Если 1 моль ионов при пропускании электрического тока через раствор электролита переносит электрический заряд, равный постоянной Фарадея F, то на долю каждого иона приходится электрический заряд, равный
. (12.10)
На основании такого расчета ирландский физик Д. Стоней высказал предположение о существовании внутри атомов элементарных электрических зарядов. В 1891 г. минимальный электрический заряд е он предложил назвать электроном.
Измерение заряда иона. При пропускании через электролит постоянного электрического тока за время t к одному из электродов приходит электрический заряд, равный произведению силы тока I на время t. С другой стороны, этот электрический заряд равен произведению заряда одного иона q0 на число ионов N:
It = q 0N. (12.11)
Отсюда получаем
(12.12)
Так как
(12.13)
то из выражений (12.12) и (12.13) находим
.
Таким образом, для экспериментального определения заряда одного иона нужно измерить силу постоянного тока I, проходящего через электролит, время t пропускания тока и массу m вещества, выделившегося у одного из электродов. Необходимо знать также молярную массу вещества M.
Открытие электрона. Установление закона электролиза еще не доказало строго, что в природе существуют элементарные электрические заряды. Можно, например, предположить, что все одновалентные ионы имеют различные электрические заряды, но их среднее значение равно элементарному заряду е.
Для того чтобы выяснить, существует ли в природе элементарный заряд, необходимо было измерить не суммарное количество электричества, переносимое большим числом ионов, а заряды отдельных ионов. Неясным был и вопрос о том, обязательно ли заряд связан с частицами вещества и, если связан, с какими именно.
Французский физик Жан Перрен в 1895 г. установил, что «катодные лучи» в действительности являются потоком отрицательно заряженных частиц.
Исследуя законы движения частиц катодных лучей в электрических и магнитных полях, английский физик Джозеф Томсон (1856—1940) установил, что отношение электрического заряда каждой из частиц к ее массе является величиной, одинаковой для всех частиц. Если предположить, что каждая частица катодных лучей имеет заряд, равный элементарному заряду е, то придется сделать вывод, что масса частицы катодных лучей меньше одной тысячной массы самого легкого из известных атомов — атома водорода.
Далее Томсон установил, что отношение заряда частиц катодных лучей к их массе получается одинаковым при наполнении трубки различными газами и при изготовлении катода из разных металлов. Следовательно, одинаковые частицы входили в состав атомов различных элементов.
На основании результатов своих опытов Томсон сделал вывод, что атомы вещества не являются неделимыми. Из атома любого химического элемента могут быть вырваны отрицательно заряженные частицы с массой, меньшей одной тысячной массы атома водорода. Все эти частицы имеют одинаковую массу и обладают одинаковым электрическим зарядом. Эти частицы называют электронами.
Опыт Милликена. Окончательное доказательство существования элементарного электрического заряда было дано опытами, которые выполнил в 1909— 1912 гг. американский физик Роберт Милликен (1868— 1953). В этих опытах измерялась скорость движения капель масла в однородном электрическом поле между двумя металлическими пластинами. Капля масла, не имеющая электрического заряда из-за сопротивления воздуха падает с некоторой постоянной скоростью. Если на своем пути капля встречается с ионом и приобретает электрический заряд q, то на нее, кроме силы тяжести, действует еще кулоновская сила со стороны электрического поля. В результате изменения силы, вызывающей движение капли, изменяется скорость ее движения. Измеряя скорость движения капли и зная напряженность электрического поля, в котором происходило ее движение, Милликен мог определить заряд капли.
Опыт Милликена был повторен одним из основателей советской физики — Абрамом Федоровичем Иоффе (1880— 1960). В опытах Иоффе для определения элементарного электрического заряда вместо капель масла использовались металлические пылинки. Изменением напряжения между пластинами достигалось равенство кулоновской силы и силы тяжести (рис. 12.2), пылинка в этом случае была неподвижной:
mg=q1E1.
Рисунок 12. 2
При освещении пылинки ультрафиолетовым светом ее заряд изменялся и для уравновешивания силы тяжести нужно было изменить напряженность электрического поля между пластинами:
mg=q2E2.
По измеренным значениям напряженности электрического поля можно было определить отношение электрических зарядов пылинки:
mg = q1E1 = q2E2 = … = qnEn;
e=1,602*10-19 Кл.
Электрический заряд любого тела всегда целочисленно кратен элементарному электрическому заряду. Других «порций» электрического заряда, способных переходить от одного тела к другому, в природе до сих пор экспериментально обнаружить не удалось. В настоящее время имеются теоретические предсказания о существовании элементарных частиц — кварков — с дробными электрическими зарядами, равными 1/Зе и 2/Зе.
Опыт Беккереля
Открытие естественной радиоактивности – явление, доказывающее сложный состав атомного ядра, произошло благодаря счастливой случайности. Беккерель долгое время исследовал свечение веществ, предварительно облученных солнечным светом. Слушая сообщения об опытах Рентгена на заседании Французской Академии 20 января 1896 года и наблюдая за демонстрацией возникновения рентгеновских лучей в разрядной трубке, Беккерель неотрывно смотрит на зеленоватое светящееся пятно на стекле возле катода. Мысль которая его преследует: может быть, свечение образцов его коллекции тоже сопровождается испусканием рентгеновских лучей? Тогда рентгеновские лучи можно будет получать, не прибегая к помощи разрядной трубки.
Беккерель обдумывает свой эксперимент, выбирает из своей коллекции двойную сернокислую соль урана и калия, кладет соль на фотопластинку, спрятанную от света в черную бумагу, и выставляет пластинку с солью на солнце.
После проявления фотопластинка почернела на тех участках, где лежала соль. Следовательно, уран создавал какое — то излучение, которое пронизывает непрозрачные тела и действует на фотопластинку. Беккерель думал, что это излучение возникает под влиянием солнечных лучей. Но однажды, в феврале 1896г., провести ему очередной опыт 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 каких-либо внешних влияний создают какое-то излучение. Начались интенсивные исследования.
Вскоре Беккерель установил важный факт: интенсивность излучения определяется только количеством урана в препарате, и не зависит от того в какие соединения он входит. Следовательно, излучение присуще не соединениям, а химическому элементу урану, его атомам.
Способность урана испускать лучи не ослабевали месяцами. 18 мая 1896 года Беккерель со всей определенностью констатировал наличие этой способности у урановых соединений и описал свойства излучения. Но чистый уран оказался в распоряжении Беккереля только осенью, и 23 ноября 1896 года Беккерель сообщил о свойстве урана испускать невидимые урановые лучи вне зависимости от его химического и физического состояния.
Исследования Кюри.
В 1878 году Пьер Кюри стал демонстратором в физической лаборатории Сорбонны, где занялся исследованием природы кристаллов. Вместе со своим старшим братом Жаком, работавшим в минералогической лаборатории университета, Пьер в течение четырех лет проводил интенсивные экспериментальные работы в этой области. Братья Кюри открыли пьезоэлектричество – появление под действием приложенной извне силы на поверхности некоторых кристаллов электрических зарядов. Ими был открыт и обратный эффект: те же кристаллы под действием электрического поля испытывают сжатие.
Если приложить к таким кристаллам переменный ток, то их можно заставить совершать колебания с ультравысокими частотами, при которых кристаллы будут испускать звуковые волны за пределами восприятия человеческого слуха. Такие кристаллы стали очень важными компонентами такой радиоаппаратуры, как микрофоны, усилители и стереосистемы.
Братья Кюри разработали и построили такой лабораторный прибор, как пьезоэлектрический кварцевый балансир, который создает электрический заряд, пропорциональный приложенной силе. Его можно считать предшественником основных узлов и модулей современных кварцевых часов и радиопередатчиков. В 1882 г. по рекомендации английского физика Уильяма Томсона Кюри был назначен руководителем лаборатории новой Муниципальной школы промышленной физики и химии. Хотя жалованье в школе было более чем скромным, Кюри оставался главой лаборатории в течение двадцати двух лет. Через год после назначения Пьера Кюри руководителем лаборатории сотрудничество братьев прекратилось, так как Жак покинул Париж, чтобы стать профессором минералогии университета Монпелье.
В период с 1883 по 1895 годов П. Кюри выполнил большую серию работ, в основном по физике кристаллов. Его статьи по геометрической симметрии кристаллов и поныне не утратили своего значения для кристаллографов. С 1890 по 1895 г. Кюри занимался изучением магнитных свойств веществ при различных температурах. На основании большого числа экспериментальных данных в его докторской диссертации была установлена зависимость между температурой и намагниченностью, впоследствии получившая название закона Кюри.
| Закон Кюри — установленная Пьером Кюри (1895) зависимость магнитной восприимчивости Х от температуры Т в виде Х= C/T (С — постоянная Кюри) для парамагнетиков, в которых магнитные моменты атомов слабо взаимодействуют друг с другом. |
Работая над диссертацией, Пьер Кюри в 1894 г. встретился с Марией Склодовской, молодой польской студенткой физического факультета Сорбонны. Они поженились 25 июля 1895 года, через несколько месяцев после того, как Кюри защитил докторскую диссертацию. В 1897 году, вскоре после рождения первого ребенка — Ирен, Мария Кюри приступила к исследованиям радиоактивности, которые вскоре поглотили внимание Пьера до конца его жизни.
В 1896 году Анри Беккерель открыл, что урановые соединения постоянно испускают излучение, способное засвечивать фотографическую пластинку. Выбрав это явление темой своей докторской диссертации, Мари стала выяснять, не испускают ли другие соединения «лучи Беккереля». Так как Беккерель обнаружил, что испускаемое ураном излучение повышает электропроводность воздуха вблизи препаратов, она использовала для измерения электропроводности пьезоэлектрический кварцевый балансир братьев Кюри.
Вскоре Мария Кюри пришла к заключению, что только уран, торий и соединения этих двух элементов испускают излучение Беккереля, которое она позднее назвала радиоактивностью. Мария в самом начале своих исследований совершила важное открытие: урановая смоляная обманка (урановая руда) электризует окружающий воздух гораздо сильнее, чем содержащиеся в ней соединения урана и тория, и даже чем чистый уран. Из этого наблюдения она сделала вывод о существовании в урановой смоляной обманке еще неизвестного сильно радиоактивного элемента. В 1898 г. Мария Кюри сообщила о результатах своих экспериментов Французской академии наук. Убежденный в том, что гипотеза его жены не только верна, но и очень важна, Пьер Кюри оставил свои собственные исследования, чтобы помочь Марии выделить неуловимый элемент. С этого времени интересы супругов Кюри как исследователей слились настолько полно, что даже в своих лабораторных записях они всегда употребляли местоимение «мы».
Супруги Кюри поставили перед собой задачу разделить урановую смоляную обманку на химические компоненты. После трудоемких операций они получили небольшое количество вещества, обладавшее наибольшей радиоактивностью. Оказалось, что выделенная порция содержит не один, а два неизвестных радиоактивных элемента. В июле 1898 г. Пьер и Мария Кюри опубликовали статью «О радиоактивном веществе, содержащемся в урановой смоляной обманке», в которой сообщали об открытии одного из элементов, названным полонием в честь родины Марии Склодовской Польши.
В декабре они объявили об открытии второго элемента, который назвали радием. Оба новых элемента были во много раз более радиоактивны, чем уран или торий, и составляли одну миллионную часть урановой смоляной обманки. Чтобы выделить из руды радий в достаточном для определения его атомного веса количестве, Кюри в последующие четыре года переработали несколько тонн урановой смоляной обманки. Работая в примитивных и вредных условиях, они производили операции химического разделения в огромных чанах, установленных в дырявом сарае, а все анализы – в крохотной, бедно оснащенной лаборатории Муниципальной школы.
В сентябре 1902 года супруги Кюри сообщили о том, что им удалось выделить одну десятую грамма хлорида радия и определить атомную массу радия, которая оказалась равной 225. (Выделить полоний Кюри не удалось, так как он оказался продуктом распада радия.) Соль радия испускала голубоватое свечение и тепло. Это фантастически выглядевшее вещество привлекло к себе внимание всего мира. Признание и награды за его открытие пришли почти сразу.
Кюри опубликовали огромное количество информации о радиоактивности, собранной ими за время исследований: с 1898 по 1904 г. они выпустили тридцать шесть работ. Еще до завершения своих исследований. Кюри побудили других физиков также заняться изучением радиоактивности. В 1903 г. Эрнест Резерфорд и Фредерик Содди высказали предположение о том, что радиоактивные излучения связаны с распадом атомных ядер. Распадаясь (утрачивая какие-то из образующих их частиц), радиоактивные ядра претерпевают трансмутацию в другие элементы. Кюри одними из первых поняли, что радий может применяться и в медицинских целях. Заметив воздействие излучения на живые ткани, они высказали предположение, что препараты радия могут оказаться полезными при лечении опухолевых заболеваний.
Шведская королевская академия наук присудила супругам Кюри половину Нобелевской премии по физике 1903 г. «в знак признания… их совместных исследований явлений радиации, открытых профессором Анри Беккерелем», с которым они разделили премию. Кюри были больны и не смогли присутствовать на церемонии вручения премий. В своей Нобелевской лекции, прочитанной два года спустя, Кюри указал на потенциальную опасность, которую представляют радиоактивные вещества, попади они не в те руки, и добавил, что «принадлежит к числу тех, кто вместе с химиком и бизнесменом Альфредом Нобелем считает, что новые открытия принесут человечеству больше бед, чем добра».
Радий – элемент, встречающийся в природе крайне редко, и цены на него, с учетом его медицинского значения, быстро возросли. Кюри жили бедно, и нехватка средств не могла не сказываться на их исследованиях. Вместе с тем они решительно отказались от патента на свой экстракционный метод, равно как и от перспектив коммерческого использования радия. По их убеждению, это противоречило бы духу науки – свободному обмену знаниями. Несмотря на то, что такой отказ лишил их немалой прибыли, финансовое положение Кюри улучшилось после получения Нобелевской премии и других наград.
В октябре 1904 г. Пьер Кюри был назначен профессором физики Сорбонны, а Мария Кюри – заведующей лабораторией, которой прежде руководил ее муж. В декабре того же года у Кюри родилась вторая дочь, Ева. Возросшие доходы, улучшившееся финансирование исследований, планы создания новой лаборатории, восхищение и признание мирового научного сообщества должны были сделать последующие годы супругов Кюри плодотворными. Но, как и Беккерель, Кюри ушел из жизни слишком рано, не успев насладиться триумфом и свершить задуманное. В дождливый день 19 апреля 1906 г., переходя улицу в Париже, он поскользнулся и упал. Голова его попала под колесо проезжавшего конного экипажа. Смерть наступила мгновенно.
Мария Кюри унаследовала его кафедру в Сорбонне, где продолжила свои исследования радия. В 1910 г. ей удалось выделить чистый металлический радий, а в 1911 г. она была удостоена Нобелевской премии по химии. В 1923 г. Мари опубликовала биографию Кюри. Старшая дочь Кюри, Ирен (Ирен Жолио-Кюри), разделила со своим мужем Нобелевскую премию по химии 1935 г.; младшая, Ева, стала концертирующей пианисткой и биографом своей матери. Серьезный, сдержанный, всецело сосредоточенный на своей работе, Пьер Кюри был вместе с тем добрым и отзывчивым человеком. Он пользовался довольно широкой известностью как натуралист-любитель. Одним из излюбленных его развлечений были пешие или велосипедные прогулки. Несмотря на занятость в лаборатории и семейные заботы, Кюри находили время для совместных прогулок.
Помимо Нобелевской премии, Кюри был удостоен еще нескольких наград и почетных званий, в том числе медали Дэви Лондонского королевского общества (1903) и золотой медали Маттеуччи Национальной Академии наук Италии (1904). Он был избран во Французскую академию наук (1905).
Работы Пьера и Мари Кюри открыли дорогу исследованиям структуры ядер и привели к современным достижениям в освоении ядерной энергии.
Похожие статьи:
poznayka.org
Случайные открытия: радиоактивность
Радиоактивность до супругов Кюри и Беккереля случайно открыл фотограф Абель Ньепс де Сен-Виктор, а использование этого случайного открытия на первых порах ограничивалось опасными для людей декоративными и «медицинскими» применениями.
Светится без солнцаВ Париже 26 февраля 1896 года выдалось пасмурным. Для физика Антуана Беккереля это значило, что эксперимент с флуоресцентными минералами, который он собирался проводить, откладывается.
Годом ранее были открыты рентгеновские лучи. А Беккерель занимался фосфоресцентными минералами, которые светятся после того, как пробыли некоторое время на солнце. Ученый предположил, что явление фосфоресценции и рентгеновское излучение связаны друг с другом. Проверяя это предположение, он экспериментировал с одной из солей урана. Ученый держал минерал на солнце, потом, в темноте, клал металлический предмет и «заряженный» минерал поверх фотографической пластинки, а затем проявлял ее. Появление на пластинке отпечатка металлического объекта как будто подтверждало гипотезу, и 24 февраля Беккерель уже сделал предварительный доклад во французской Академии наук.
Фосфоресцентные минералы. Hannes Grobe, Wikipedia
Однако изображения, которые он получил, были совсем не такими четкими, как рентгеновские снимки. Ученый решил, что дело в недостатке солнечного света и решил повторить эксперимент в солнечный день, но погода этому не способствовала. Поэтому Беккерель до поры до времени убрал минерал, фотопластинку и медный мальтийский крест, завернув их в черную ткань. Достав их через несколько дней, он почему-то решил проявить фотопластинку. И неожиданно обнаружил на ней отпечаток креста. Поскольку воздействию солнечного света минерал не подвергался, оставалось предположить, что он сам испускает какого-то рода излучение, и дальнейшие эксперименты подтвердили это предположение.
Рентгеновский снимок руки Альберта фон Кёлликера, сделанный Рентгеном 23 января 1896 года. Фото: Wikipedia
Сам термин «радиоактивность» придумал уже не Беккерель, а Мари Склодовская-Кюри, которая вместе со своим супругом Пьером Кюри продолжала исследования этого явления. Их работа привела к обнаружению радиоактивности тория и открытию полония и радия. В 1903 году все трое исследователей разделили Нобелевскую премию по физике за открытие радиоактивности.
Отпечаток мальтийского креста, обнаруженный Беккерелем на фотопластинке. Фото: Henri Becquerel
Интересно, что несколькими десятилетиями раньше другой исследователь уже сделал то же открытие, что и Беккерель. В 1857 году французский фотограф и изобретатель Абель Ньепс де Сен-Виктор пытался получить цветные снимки, экспериментируя с солями разных металлов. Он обнаружил, что даже при полной темноте от некоторых солей на фотобумаге оставались отпечатки и «вычислил» соли урана. Как и Беккерель, исследователь пришел к выводу, что это явление не имеет отношения к фосфоресценции. В 1861 году Ньепс де Сен-Виктор уже был уверен в том, что соли урана являются источником излучения, невидимого человеческому глазу. Однако его открытие не получило широкой известности в научных кругах.
Радиация как лекарство от всего
Вскоре после открытия радиоактивности, когда стало понятно, что излучение вызывает ожоги, его начали применять для лечения опухолей. Неофициальная же медицина стала рекламировать радиоактивные вещества как средство от всех болезней. Дело в том, что они были обнаружены в лечебных горячих источниках — впервые об этом сообщил в журнале Nature Джозеф Томсон, физик, открыватель электрона. В Америке в начале XX века были весьма популярны источники национального парка Хот-Спрингс, и их целебные свойства связали с наличием в воде радиоактивных веществ. Например, в журнале American Journal of Clinical Medicine была опубликована статья, утверждавшая, что «радиоактивность предотвращает умопомешательство, пробуждает благородные чувства, отодвигает старость и дает прекрасную, энергичную, радостную жизнь».
Реклама «Боржоми» 1929 года. Фото: www.mosmap.narod.ru
Это привело к появлению множества коммерческих продуктов, которые сегодня покажутся весьма экзотическими. Например, в 1920—30-х годах были популярны ревигаторы — кувшины для воды, покрытые изнутри глиной, содержащей картнотит — минерал с высоким содержанием урана. Эта глина насыщала воду радоном, что само по себе не было опасно для здоровья, однако не только им — в результате химических реакций в воду также попадали ядовитые мышьяк, свинец, ванадий и уран. При этом шарлатаны рекомендовали выпивать шесть и более стаканов такой воды в день. Кроме того, с радиоактивными элементами выпускали таблетки, мази, крема, зубную пасту, компрессы и многое другое. Некоторые подобные средства выпускаются и поныне.
Положительный эффект таких средств сомнителен: по поводу пользы или нейтральности для человеческого здоровья малых доз радиации у исследователей и в наше время нет однозначного мнения. В больших же дозах ее опасность хорошо известна, но это сейчас. А энтузиазм публики начала XX века в отношении радиоактивных «лекарств» существенно охладили такие события, как гибель десятков «радиевых девушек» или смерть известного атлета Эбена Байерса.
«Радиевыми девушками» прозвали работниц Американской радиевой корпорации, производившей светящиеся краски с радием. В конце 1910-х годов компания стала выпускать часы со светящимися цифрами, раскраска циферблатов которых производилась вручную нанятыми для этого девушками. Поскольку работа была тонкая, девушки периодически губами заостряли кончики кисточек, которыми они рисовали, проглатывая каждый раз небольшое количество радия. В результате в последующие годы многие из них страдали тяжелыми заболеваниями, несколько десятков умерло от разных видов рака или, как тогда считали, от «радиоактивного отравления».
Еще один большой удар по индустрии радиоактивных «лекарств от всех болезней» нанесла смерть известного в то время американского спортсмена-любителя и бизнесмена Эбена Байерса. В 1906 году он повредил руку, и врач порекомендовал ему «Радитор» — воду с добавлением радия. Байерс принялся за лечение с энтузиазмом, тем более что вначале даже чувствовал некоторое улучшение, и в результате в три раза превысил смертельную дозу радия. Байерс перестал принимать радиоактивную воду только к 30-м годам. К тому времени в его костях накопилась значительная доза радиоактивного вещества, почти полностью разрушилась челюсть и начала разрушаться черепная коробка. В 1932 году он умер. Его смерть привлекла много внимания и спровоцировала проверку радиоактивной воды на безопасность.
Быть в курсе событий мировой и отечественной науки
chrdk.ru
Тема 6 Явление радиоактивности
Цель занятия: Изучить явление радиоактивности
Содержание занятия
В конце прошлого столетия были сделаны два крупнейших открытия. В 1895г. В Рентген обнаружил лучи, которые возникали при пропускании тока высокого напряжения через стеклянный баллон с разряженным воздухом, в 1896 г. А. Беккерель открыл явления радиоактивности. А. Беккерель обнаружил, что соли урана самопроизвольно испускают невидимые лучи, вызывающие почернение фотопластинки и флуоресценцию некоторых веществ. В 1898г. Супруги Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюри открыли еще два элемента- полоний и радий, которые давали подобные излучения, но интенсивность их во много раз превышала интенсивность излучения урана. Впоследствии были установлены свойства этих излучений и определена их природа. Кроме того, было обнаружено, что радиоактивные вещества непрерывно выделяют энергию в виде тепла.
Явление самопроизвольного излучения было названо радиоактивностью, а вещества испускающие излучения –радиоактивными.
Радиоактивность – это свойство ядер определенных элементов самопроизвольно (т.е. без каких-либо внешних воздействий) превращаться в ядра других элементов с испусканием особого рода излучения, называемого радиоактивным излучением. Само явление называется радиоактивным распадом. На скорость течения радиоактивных превращений не оказывают никакого воздействия изменения температуры и давления, наличие электрического и магнитного полей, вид химического соединения данного радиоактивного элемента и его агрегатного состояния.
Радиоактивные явления, происходящие в природе, называются естественной радиоактивностью; аналогичные процессы, происходящие в искусственно полученных веществах (через соответствующие ядерные реакции), — искусственной радиоактивностью. Однако, деление это условно, так как оба вида радиоактивности подчиняются одним и тем же законам.
Естественная радиоактивность и радиоактивные семейства
Радиоактивные элементы распространены в природе в ничтожных количествах. Они содержатся в твердых породах земной коры, в воде, в воздухе, а так же в растительных и животных организмах, в которые они попадают из окружающей среды.
В земной коре естественно- радиоактивные элементы содержатся преимущественно в урановых рудах, и почти все они являются изотопами тяжелых элементов с атомным номером более 83. Ядра тяжелых элементов неустойчивы. Они претерпевают в ряде случаев многократные последовательные ядерные превращения. В результате возникает целая цепочка радиоактивных распадов, в которой изотопы оказываются генетически связанных между собой. Такая цепочка- совокупность всех изотопов ряда элементов, возникающих в результате последовательных радиоактивных превращений из одного материального элемента, называется радиоактивным семейством или рядом. Семейство названы по первым элементам, с которых начинаются радиоактивные превращения, т.е. по их родоначальникам.
В настоящее время известно три естественно- радиоактивных семейства: урана-радия (23892 U-Ra), тория (23290 Th) и актиния (23589 Ac). Исходный элемент семейства урана 23892 U в результате 14 последовательных радиоактивных превращений (восьми альфа- и шести бета -превращений), переходит в устойчивый изотоп свинца 20682 Pb. Поскольку это семейство включает в себя очень важный радиоактивный элемент – радий, а так же продукты его распада, то оно часто обозначается как семейство урана-радия.
Родоначальник семейства тория 23290 Th путем десяти последовательных превращений (шести альфа – и четырех бета превращений) переходит в стабильный изотоп свинца 20882 Pb.
Родоначальником семейства актиния является изотоп урана 23592 U, который раньше называли актиния-урана AcU . Так как среди членов ряда имеется изотоп актиния 22789 Ac, то это семейство получило названия семейства актиния или актиния-урана. Путем одиннадцати превращений (семи альфа- и четырех бета превращений) 23592 U переходит в стабильный изотоп свинца 20582 Pb. Для родоначальных элементов указанных семейств характерно, что они обладают очень большим периодом полураспада.
Характеристика радиоактивных излучений
Радиоактивное излучение невидимо. Оно обнаруживается с помощью различных явлений, происходящих при его действии на вещество (свечение люминофоров или флуоресцирующих экранов, ионизация вещества, почернение фотоэмульсии после проявления и т.п.).
Характер испускаемого радиоактивными веществами излучения изучен как по поглощению его в веществе, так и по отклонению этих лучей в электрическом и магнитном поле. Было обнаружено, что радиоактивное излучение в поперечном магнитном поле разделяется обычно на три пучка. Пока не была выяснена природа этих излучений, лучи отклоняющиеся к отрицательно заряженной пластинке, условно были названы альфа-лучами, отклоняющиеся к положительно заряженной пластинке – бета-лучами, а лучи, которые совсем не отклонялись, были названы гамма-лучами. Такое разделение радиоактивного излучения в электрическом поле позволило установить, что только гамма-лучи представляют собой истинные лучи, так как они даже в сильном электрическом или магнитном поле не отклоняются; альфа — и бета-лучи являются заряженными частицами и способны отклоняться.
Альфа-частицы (α) представляют собой ядра атомов гелия (42 Н) и состоят из двух протонов и двух нейтронов, они имеют двойной положительный заряд и относительно большую массу, равную 4,003 а.е.м. Эти частицы превышают массу электрона в 7300 раз; энергия их колеблется в пределах 2-11 МэВ. Для каждого данного изотопа энергия α-частиц постоянна. Пробег альфа-частиц в воздухе составляет в зависимости от энергии 2-10 см, в биологических тканях – несколько десятков микрон. Так как альфа-частицы массивны и обладают сравнительно большей энергией, путь их в веществе прямолинеен; они вызывают сильно выраженные эффекты ионизации и флуоресценции. В воздухе на 1 см пути альфа-частица образует 100-250 тыс. пар ионов. Поэтому альфа-излучатели при попадании в организм крайне опасны для человека и животных.
Вся энергия α-частиц передается клеткам организма, и наносит им вред
Бета-излучение (β) представляет поток частиц (электроны или позитроны), испускаемых ядрами при бета-распаде. Физическая характеристика электронов ядерного происхождения (масса, заряд) такая же, как и у электронов атомной оболочки.
В отличие от α-частиц бета-частицы одного и того же радиоактивного элемента обладают различным запасом энергии (от нуля до некоторого максимального значения).
Поскольку β-частицы одного и того же радиоактивного элемента имеют различный запас энергии, то величина их пробега в одной и той же среде будет неодинаковой. Путь бета-частиц в веществе извилист, так как, обладая крайне малой массой, они легко изменяют направление движения под действием электрических полей встречных атомов. β-частицы обладают меньшим эффектом ионизации, чем альфа-излучение. Они образуют 50-100 пар ионов на 1 см пути в воздухе и имеют «рассеянный тип ионизации».
Пробег β-частиц в воздухе может составлять в зависимости от энергии до 25 м, в биологических тканях – до 1 см.
Гамма-излучение (γ) представляет собой поток электромагнитных волн; это как и радиоволны, видимый свет, ультрафиолетовые и инфракрасные лучи, а также рентгеновское излучение. Различные виды электромагнитного излучения отличаются условиями образования и определенными свойствами (длиной волны и энергией).
Рентгеновское излучение возникает при торможении быстрых электронов в электрическом поле ядра атомов вещества (тормозное рентгеновское излучение) или при перестройке электронных оболочек атомов при ионизации и возбуждении атомов и молекул (характеристическое рентгеновское излучение). При различных переходах атомов и молекул из возбужденного состояния в невозбужденное может происходить испускание лучей. Гамма-кванты – это излучение ядерного происхождения. Они испускаются ядрами атомов при альфа- и бета-распаде природных и искусственных радионуклидов в тех случаях, когда в дочернем ядре оказывается избыток энергии, не захваченный корпускулярным излучением (α- или β-частицей). Этот избыток мгновенно высвечивается в виде гамма-квантов.
Гамма-кванты лишены массы покоя. Это значит, что фотоны существуют только в движении. Они не имеют заряда и поэтому в электрическом и магнитном поле не отклоняются. В веществе и вакууме гамма-излучение распространяется прямолинейно и равномерно во все стороны от источника. Скорость распространения излучения в вакууме равняется скорости света (3·10 10 см/с).
Энергия гамма-излучения естественных радиоактивных элементов колеблется от нескольких кэВ до 2-3 МэВ и редко достигает 5-6 МэВ.
Гамма-кванты, не имея заряда и массы покоя, вызывают слабое ионизирующее действие, но обладают большой проникающей способностью. Путь пробега в воздухе достигает 100-150 м.
Контрольные вопросы:
1 Что такое радиоактивность?
2 Виды радиоактивности.
3 Дайте характеристику альфа частицам.
4 Дайте характеристику бетта частицам.
5 Дайте характеристику гамма излучению.
studfiles.net
Радиоактивность. Открытие естественной радиоактивности
Разделы: Физика
Цель:
- Обучающая: Ввести понятие о естественной радиоактивности; познакомить с явлением радиоактивности, методами научного познания на примере открытия радиоактивности, с выдающимися учеными; рассказать о трудностях изучения радиоактивности и значении открытия этого явления для развития квантовой физики.
- Развивающая: развивать мировоззрение учащихся; навыки умений анализировать, сопоставлять и делать выводы; формирование модели строения атома.
- Воспитание основ нравственного самосознания: на примере жизни и деятельности Марии и Пьера Кюри показать роль ученых в развитии науки; показать неслучайность случайных открытий; (мысль: ответственность ученого, первооткрывателя за плоды своих открытий).
Оборудование: мультимедийный проектор. Для достижения целей урока необходимо создать все условия для эмоционального восприятия: музыкальное сопровождение, позволяющее “заинтриговать” и подготовить учащихся; эмоциональность учителя; подготовленность детей класса для восприятия информации; а так же: визуализация сложного и опасного явления – радиоактивности; визуализация событий из жизни выдающихся людей, моделирование физических явлений, недоступных человеческим органам чувств; темп урока (набирается постепенно).
Тип урока: лекция с элементами беседы
Форма проведения урока: традиционная
Место урока в учебном плане: вхождение в тему “Атом и атомное ядро”.
Приложение, Приложение 1 (видеофильмы)
План урока
| № п/п |
Этапы урока | Время (мин) |
Методы и приемы |
| 1. | Оргмомент. Введение | 3 | Учитель проверяет готовность классного помещения и учащихся к уроку и начинает урок с эпиграфа, объявляет тему и цели урока (с использованием презентации) |
| 2. | Новый материал:
|
25–30 | Лекция с применением презентации для
визуализации получаемой информации.
|
| 3. | Обобщение и подведение итога урока | 7 | Выделение главного учителем. Запись опорного конспекта |
Методические рекомендации к изложению нового материала
На наших глазах наука проникает во все сферы жизни, становится элементом быта «вполне и настоящим образом», превращается в непосредственную производительную силу.
Начало нового века стало временем фундаментальных естественнонаучных открытий, прежде всего в области физики и математики.
Мир сложен –
Он полон событий, сомнений
И тайн бесконечных,
И смелых догадок.
Как чудо природы
Является гений
И в хаосе этом
Находит порядок.
Лучи Рентгена. Открытие радиоактивности было непосредственно связано с открытием Рентгена. Более того, некоторое время думали, что это один и тот же вид излучения. 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. Наконец, 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 одновременно от зеленого пятна на стекле исходят какие-то другие невидимые лучи. Это произошло случайно: то в темной комнате светился находящийся неподалеку экран, покрытый тетрацианоплатинатом бария Ba[Pt(CN)4] (раньше его называли платиносинеродистым барием). Это вещество дает яркую желто-зеленую люминесценцию под действием ультрафиолетовых, а также катодных лучей. Но катодные лучи на экран не попадали, и более того, когда прибор был закрыт черной бумагой, экран продолжал светиться. Вскоре 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 мгновенно облетело весь мир и поразило не только специалистов. В канун 1896 в книжном магазине одного немецкого города была выставлена фотография кисти руки. На ней были видны кости живого человека, а на одном из пальцев – обручальное кольцо. Это была снятая в рентгеновских лучах фотография кисти жены Рентгена. Первое сообщение Рентгена О новом роде лучей было опубликовано в “Отчетах Вюрцбургского физико-медицинского общества” 28 декабря оно было немедленно переведено и опубликовано в разных странах, выходящий в Лондоне самый известный научный журнал “Nature” (“Природа”) опубликовал статью Рентгена 23 января 1896.
Лучи Беккереля. 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. Свечение веществ под действием ультрафиолета – флуоресценция или фосфоресценция (в 19 в. не было строгого разграничения этих понятий) было знакомо Беккерелю: ею занимались и его отец Александр Эдмонд Беккерель (1820–1891), и дед Антуан Сезар Беккерель (1788–1878) – оба физики; физиком стал и сын Антуана Анри Беккереля – Жак, который “по наследству” принял кафедру физики при парижском Музее естественной истории, эту кафедру Беккерели возглавляли 110 лет, с 1838 по 1948.
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.
Открытие радиоактивности – явления, доказывающего сложный состав атомного ядра, произошло благодаря счастливой случайности. 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.
Беккерель хотел установить, испускают ли фосфоресцирующие вещества (калийуранилсульфат) рентгеновские лучи. Но наблюдал нечто другое. И, подобно Рентгену, в одиночку более полутора лет изучал открытое явление. В частности, установил, что источником нового вида лучей является элемент уран – последний в периодической системе.
Друг Беккереля – Пьер Кюри и его супруга Мария Склодовская продолжили начатые им исследования. В 1898 г. они открыли новые радиоактивные элементы – полоний и радий.
Спустя четыре года, после изнурительной работы исследователи из нескольких тонн урановой руды выделили 0,1 грамма радиевой соли. Мария предложила термин «радиоактивность» и доказала, что она имеет атомарный характер. Так были созданы основные предпосылки для всестороннего изучения радиоактивности.
Беккерель и супруги Кюри создали первую научную школу изучения радиоактивности. В ее стенах было сделано немало выдающихся открытий. Судьба оказалась неблагосклонной к основателям школы. Пьер Кюри трагически погиб 17 апреля 1906 г., Анри Беккерель преждевременно скончался 25 августа 1908 г.
Мария Склодовская-Кюри продолжила исследования. Она получила поддержку со стороны государства. В Сорбонне была создана специально для нее Лаборатория радиоактивности.
В 1914 г. закончилось строительство Института радия, и она стала его директором. До последних дней своих она следовала девизу Пьера: «Что бы ни случилось, надо работать».
Марии предстояло завершить радиевую «эпопею»: получить металлический радий. Ей помогал ее многолетний сотрудник Андрэ Дебьерн (кстати, именно он открыл новый радиоактивный элемент – актиний).
В мартовском номере «Докладов Парижской академии наук» за 1910 г. появилась их короткая статья, в которой сообщалось о выделении около 0,1 г металла. Позднее это событие включили в число семи наиболее выдающихся научных достижений первой четверти ХХ в.
В 1911 г. Мария Кюри получила свою вторую Нобелевскую премию – по химии.
Но вот что представляется символичным. В этот год лауреатом премии по литературе стал бельгийский писатель и драматург Морис Метерлинк – автор пьесы-притчи, пьесы-сказки «Синяя птица», исполненной глубокого философского смысла, веры в победу человека над силами природы, в возможности познания ее тайн.
Для Склодовской-Кюри «синей птицей» стала радиоактивность, изучению которой она отдала все силы и способности. Что еще представляется символичным, так то, что в год смерти Марии за открытие искусственной радиоактивности дочь Марии – Ирен и ее муж Фредерик были удостоены Нобелевской премии. Это была первая “цепная” реакция в человеческом исполнении. И её было не удержать. Весь мир занимался проблемой атома. И эта цепная реакция привела к открытию первого атомного реактора и первой атомной бомбы.
Эрнест Резерфорд – великий английский физик, уроженец Новой Зеландии. Своими экспериментальными открытиями Резерфорд заложил основы современного учения о строении атома и радиоактивности. Он первым исследовал состав излучения радиоактивных веществ. Резерфорд открыл существование атомного ядра и впервые осуществил искусственное превращение атомных ядер. Все поставленные им опыты носили фундаментальный характер, отличались исключительной простотой и ясностью.
Существуют три типа радиоактивных излучений. При этом ядро выбрасывает свои составные части в виде частиц, за которыми следует излучение.
Когда ядро испускает частицы, выделяется энергия и образуется другое ядро (атом). Если новое ядро радиоактивно, процесс продолжается, пока не образуется стабильное ядро. Такая последовательность распадов называется радиоактивным рядом.
Изменения, происходящие в ядрах, можно разбить на три группы:
1) изменение одного из нуклонов в ядре;
2) перестройка внутренней структуры ядра;
3) перегруппировка нуклонов из одних ядер в
другие.
Было выяснено, что существуют три типа радиоактивного излучения, получившие название альфа-, бетта- и гамма – радиоактивности.
Альфа – лучи состоят из положительно заряженных частиц и обладают наименьшей проникающей способностью (они полностью поглощаются поставленным на их пути листком бумаги)
Бетта-лучи сильно отклоняются в противоположную альфа-лучам сторону, т.е. их заряд отрицателен. При этом пучок бета-лучей расширяется при отклонении, что свидетельствует о разных скоростях частиц в пучке. Проникающая способность больше, чем у альфа-лучей.
Подведение итогов
Запись ОК в тетрадь.
22.06.2009
xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai
Явление — естественная радиоактивность — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Явление — естественная радиоактивность
Cтраница 1
Явление естественной радиоактивности заключается в самопроизвольных превращениях одних атомных ядер в другие, сопровождаемых испусканием альфа-частиц, бета-частиц и гамма-лучей. [1]
Явление естественной радиоактивности, открытое в 1886 г. Анри Беккерелем, состоит в самопроизвольном превращении неустойчивых атомов ядер в ядра других элементов с испусканием ионизирующих излучений. Последние представляют собой потоки частиц и квантов электромагнитного излучения ( ЭМИ), которые, проходя через вещество, вызывают ионизацию и возбуждение атомов и молекул среды. [2]
Явление естественной радиоактивности было открыто в конце-прошлого века, когда было установлено, что некоторые тяжелые элементы ( радий, уран, торий) распадаются и поэтому являются источником излучений, действующих на фотографическую пластинку. В 1934 г. французскими учеными супругами Жолио-Кюри было открыто явление искусственной радиоактивности. Подвергая некоторые вещества бомбардировке быстро летящими а-частицами ( ядрами гелия — гелионами), они обнаружили, что при этом образуются радиоактивные вещества, которые, распадаясь, испускают положительно заряженные частицы, имеющие массу электрона, — позитроны. В настоящее время известно более тысячи радиоактивных изотопов химических элементов. Радиоактивные изотопы в настоящее время, как правило, получают облучением стабильных изотопов в атомных реакторах. [3]
Явление естественной радиоактивности было тщательно изучено еще в первом десятилетии XX в. [4]
Явлением естественной радиоактивности называется самопроизвольное превращение одних атомных ядер в другие, сопровождающееся испусканием различных видов радиоактивных излучений ( а, р и у) и некоторых элементарных частиц. Явление это было открыто А. Он занимался изучением вопроса о том, не сопровождается ли флуоресценция любой природы испусканием рентгеновских лучей. Беккерель производил опыты с солями урана; некоторые из них обладают свойством флуоресцировать и действуют на фотопластинку. [5]
К явлениям естественной радиоактивности в настоящее время принято относить также протонную и двухпротонную радиоактивность. [6]
Честь открытия явления естественной радиоактивности принадлежит французским физикам А. К основным типам самопроизвольных ядерных процессов относятся а — и fl — распады и спонтанное деление. При а-распаде ядро испускает а-частицы ( ядра гелия) с массовым числом 4 и положительным зарядом 2, что приводит к образованию изотопа элемента с зарядом ядра на две единицы меньше исходного. [7]
Беккерель открыл, а затем Пьер и Мария Кюри подробно исследовали явление естественной радиоактивности. [8]
Следовательно, радиоактивными могут быть не только тяжелые ядра, для которых наблюдается явление естественной радиоактивности. [9]
В данном разделе будут рассмотрены два основных вида ядерных превращений: самопроизвольный ( спонтанный) распад ядер и сопутствующее этому явление естественной радиоактивности, а также ядерные реакции, возникающие в результате взаимодей-ствия ядер между собой или с элементарными частицами. [10]
Бек-керель открыл явление естественной радиоактивности, а Рентген открыл лучи, носящие его имя. К этим открытиям следует еще добавить смелую гипотезу, выдвинутую Планком, о том, что энергия излучения в своем взаимодействии с материей ведет себя так, как будто она состоит из частиц, или квантов энергии. [11]
Поскольку радон и торон сс-активны, их положительный заряд трудно объясним. Кроме того, заряженные атомы должны нейтрализоваться и, возможно, перезаряжаться в результате рекомбинации с легкими ионами [ 37, стр. Похоже на то, что продукты распада ведут себя как легкие ионы и образуют молекулярные группы с водой, кислородом или какими-нибудь другими газами-трассерами по крайней мере до тех пор, пока они несут на себе электрический заряд. Эти, как мы будем их называть, первичные частицы обладают высокой подвижностью и, быстро соединяясь с частицами аэрозоля, образуют так называемые вторичные частицы. Такой процесс наиболее важен для явления естественной радиоактивности, и мы рассмотрим его более детально. [12]
Страницы: 1
www.ngpedia.ru