Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Регламент'
по предоставлению муниципальной услуги «Предоставление земельных участков для строительства с предварительным согласованием места размещения объекта и...полностью>>
'Документ'
Цель: вызывать интерес учащихся к проблемам экологии, участию в процессе охраны окружающей среды через познавательную деятельность с использованием Ин...полностью>>
'Программа'
И.О. преподавателя Ф....полностью>>
'Документ'
«Комплексное энергетическое обследование с разработкой мероприятий и предложений по энергосбережению и повышению энергоэффективности и получению едино...полностью>>

Главная > Исследовательская работа

Сохрани ссылку в одной из сетей:
Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

Гимназия им. Сервантеса

Учебно-исследовательская работа

История открытия радиоактивности.



Автор:

Бакаев Александр Викторович,

ученик 9 «Б» класса

Руководитель:

Николаева Оксана Николаевна,

преподаватель физики

Санкт-Петербург

2002 год

Оглавление.

Введение……………………………………………………… 3

Глава первая....………………………………………………. 5

Глава вторая………………………………………………… 8

Глава третья………………………………………………... 11

Глава четвертая…………………………………………..... 19

Заключение..………………………………………………..... 21

Список литературы…………… ………………………….. 22

Приложение первое…….…………………………….……... 23


Введение.

Эта работа посвящена истории открытия радиоактивности, то есть роли таких ученых, как немецкий физик, лауреат Нобелевской премии Вильгельм Конрад Рентген, А. Беккерель, супруги Мария и Пьер Кюри, Жолио Кюри, в становлении этой науки.

Этой работой я попытался ответить на вопрос: откуда и с чего это началось? Ведь найти начало попыток представить атом как сложное образование со своим особым внутренним устройством нелегко. Историки до сего времени еще не выяснили все аспекты начала и преддверия атомной эры. Ясно одно — истоки понимания сложной структуры атома — в трудах многих поколений исследователей.

Выбор работы был обусловлен также субъективными причинами, так как часть материала изучалась на уроках физики. Эта тема заинтересовала меня, потому что я смог познакомиться с деятельностью известных ученых.

Цель работы состоит в том, чтобы рассмотреть становление, первооснову таких наук, как радиология, ядерная физика, дозиметрия, определить роль тех или иных ученых в открытии этого замечательного явления.

Для достижения этой цели автор поставил перед собой следующие задачи:

  • Рассмотреть деятельность Вильгельма Рентгена как ученого, направившего остальных исследователей в данную область.

  • Проследить за первоначальным открытием явления А. Беккерелем.

  • Оценить огромный вклад супругов Кюри в накоплении и систематизации знаний о радиоактивности.

  • Проанализировать открытие Жолио Кюри.

Для написания работы автор использовал следующие справочные издания:

  • А.И. Абрамов. Измерение "неизмеримого". Москва, «Атомиздат». 1977.

  • К.А. Гладков. Атом от А до Я. Москва, «Атомиздат». 1974.

  • Е. Кюри. Мария Кюри. Москва, «Атомиздат». 1976.

  • К.Н. Мухин. Занимательная ядерная физика. Москва, «Атомиздат». 1969.

  • М. Намиас. Ядерная энергия. Москва, «Атомиздат». 1955.

  • Н.Д.Пильчиков. Радий и радиоактивность (сборник «Успехи физики»). Санкт-Петербург. 1910.

  • В.К. Рентген. О новом роде лучей. Москва, «Просвещение». 1933.

  • М. Склодовская-Кюри. Радий и радиоактивность. Москва. 1905.

  • М. Склодовская-Кюри. Пьер Кюри. Москва, «Просвещение». 1924.

  • Ф. Содди. История атомной энергии. Москва, «Атомиздат» 1979.

  • A.Б. Шалинец, Г.Н. Фадеев. Радиоактивные элементы. Москва, «Просвещение». 1981.

Особое значение из перечисленного списка имел труд Ф. Содди «История атомной энергии.», так как в нем наиболее полно и подробно излагаются нижеизложенные факты.

Практическая значимость этой работы заключается в том, что ее можно использовать в качестве подробного справочного материала на уроках физики, а также во внеклассной работе: подготовке различных докладов, сообщений и т.п.

Работа состоит из введения, оглавления, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложения.

Глава 1. Открытие рентгеновских лучей.

Шел декабрь 1895 года. В.К. Рентген, работая в лаборатории с разрядной трубкой, около которой находился флюоресцирующий экран, покрытый платино-синеродистым барием, наблюдал свечение этого экрана.

Закрыв трубку черным чехлом, собираясь закончить опыт, Рентген обнаружил опять-таки свечение экрана при разряде. "Флюоресценция" видна,— писал Рентген в своём первом сообщении 28 декабря 1895 г., — при достаточном затемнении и не зависит от того, подносить ли бумагу стороной, покрытой или не покрытой платино-синеродистым барием. Флюоресценция заметна ещё на расстоянии двух метров от трубки».

«Легко убедиться, что причины флюоресценции исходят именно от разряд­ной трубки, а не от какого-нибудь места проводника»1.

Рентген сделал предположение, что флюоресценция вызывается какими-то лучами (он назвал их Х-лучами), проходящими через непроницаемый для обычных световых видимых и невидимых лучей чёрный картон чехла трубки. Поэтому он прежде всего исследовал поглощательную способность различных веществ по отношению к Х-лучам. Он нашёл, что все тела проницаемы для этого агента, но в различной степени.

Лучи проходили через переплетённую книгу в 1000 страниц, через двойную колоду игральных карт. Еловые доски от 2 до 3 см толщиной по­глощали лучи очень мало. Алюминиевая пластинка толщиной около 15 мм хотя и сильно ослабляла лучи, но не уничтожала их полностью.

«Если держать между разрядной трубкой и экраном руку, то видны тёмные тени костей в слабых очертаниях тени самой руки». Лучи действуют на фотографическую пластинку, причём «можно производить снимки в ос­вещённой комнате, пользуясь пластинкой, заключённой в кассету или в бумажную оболочку»2.

Рентген не мог, однако, обнаружить ни отражения, ни преломления рентгеновских лучей. Однако он установил, что, если правильное отраже­ние «не имеет места, всё же различные вещества по отношению к Х-лучам ведут себя так же, как и мутные среды по отношению к свету»3.

Таким образом, Рентген установил важный факт рассеяния рентгеновских лучей веществом. Однако все его попытки обнаружить интерференцию рентгеновских лучей дали отрицательный результат. Отрицательный результат дали и попытки отклонения лучей магнитным полем. Отсюда Рентген сделал вывод, что Х-лучи не идентичны с катодными лучами, но возбуждаются ими в стеклянных стенках разрядной трубки. В заключение своего сообщения Рентген обсуждает вопрос о возможной природе открытых им лучей:

«Если поставить вопрос, чем собственно являются Х-лучи (катодными лучами они быть не могут), то, судя по их интенсивному химическому дейст­вию и флюоресценции, можно отнести их к ультрафиолетовому свету. Но в таком случае мы сейчас же сталкиваемся с серьёзными препятствиями. Действительно, если Х-лучи представляют собой ультрафиолетовый свет то этот свет должен иметь свойства:

а) при переходе из воздуха в воду, сероуглерод, алюминий, каменную соль, стекло, цинк и т. д. не испытывать никакого заметного преломления;

б) не испытывать сколько-нибудь заметного правильного отражения от указанных тел;

в) не поляризоваться всеми употребительными средствами;

г) поглощение его не зависит ни от каких свойств тела, кроме плотности.

Значит, нужно было бы принять, что эти ультрафиолетовые лучи ве­дут себя совсем иначе, чем известные до сих пор инфракрасные, видимые н ультрафиолетовые лучи. На это я не мог решиться и стал искать другое объяснение. Некоторое родство между новыми лучами и световыми лучами, по-видимому, сущест­вует. На это указывают теневые изображения, флюоресценция и химические действия, получающиеся при обоих видах лучей.

Давно известно, что, кроме поперечных световых колебаний, в эфире возможны и продольные колебания. Некоторые физики считают, что они должны существовать. Существование их, конечно, пока не доказано с оче­видностью, и свойства их поэтому экспериментально ещё не изучены. Не должны ли новые лучи быть приписаны продольным колебаниям в эфире?

Я должен признаться, что всё больше склоняюсь к этому мнению, и я позволяю себе высказать здесь это предположение, хотя знаю, конечно, что оно нуждается в дальнейших обоснованиях».

Конечно, у Рентгена были веские основания сомневаться в единой природе световых и рентгеновских лучей, и правильное решение вопроса выпало на долю физики XX в. Однако неудачная гипотеза Рентгена явилась вместе с тем свидетельством недостатка его теоретического мышления, склон­ного к одностороннему эмпиризму. Тонкий и искусный экспериментатор, Рентген не испытал склонности к поискам нового, как ни парадоксально это звучит по отношению к автору одного из крупнейших в жизни физики новых открытий.

Открытие Рентгена вызвало огромный резонанс не только в научном мире, но и во всём обществе. «Можно представить себе интерес, — вспоминал впоследствии Шустер, — вызванный открытием в научном мире, и сенсацию, порождённую им в публике; было мало лабораторий, где тотчас же не явились бы попытки повторить этот опыт»1.

Особенно большой интерес к новому излучению проявили врачи. «Моя лаборатория была наводнена врачами, приводившими пациентов, подозревавших, что они имеют иголки в разных частях тела», — писал Шустер. Этот практический интерес способствовал развитию рентгенотехники, улучшению конструкции трубок, разработке высоковольтных установок для них и т. п. Ближайшим научным следствием открытия рентгеновских лучей было прежде всего открытие Томсоном их ионизирующего действия, выяснение механизма электропроводности газов и основных законов прохождения токов через газы при действии постоянного ионизатора. Было найдено нарастание тока при слабых электродвижущих силах по закону Ома, отклонение от этого закона при повышении напряжения и, наконец, наличие тока насыщения при достаточно высоких напряжениях. Исследования газового разряда при атмосферном давлении особенно эффективно проводились в лаборатории Кавендиша в Кембридже (Дж. Дж. Томсоном со своими сотрудниками).

В марте 1896 г. Рентген выступил со вторым сообщением. В этом сообщении он описывает опыты по ионизирующему действию лучей и по изучению возбуждения Х-лучей различными телами. В результате этих исследований он констатировал, что «не оказалось ни одного твёрдого тела, которое под действием катодных лучей не возбуждало бы Х-лучей». Это привело Рентгена к изменению конструкции трубки для получения интенсивных рентгеновских лучей. «Я несколько недель с успехом пользуюсь разрядной трубкой следующего устройства. Катодом её является вогнутое зеркало из алюминия, в центре кривизны которого под углом 45° к оси зеркала помещается платиновая пластинка, служащая анодом».

«В этой трубке Х-лучи выходят из анода. Основываясь на опытах с трубками различных конструкций, я пришёл к заключению, что для интенсивности Х-лучей не имеет значения, является ли место возбуждения лучей анодом или нет»1. Тем самым Рентгеном были установлены основные черты конструкции рентгеновских трубок с алюминиевым катодом и платиновым антикатодом.

Открытие Рентгеном Х-лучей сыграло важную роль в учении о радиоактивности. Благодаря ему, после повторения вышеизложенных опытов, тысячи ученых всего мира стали исследовать эту область. Неслучайно позже Жолио Кюри скажет: «Не было бы Вильгельма Рентгена, наверное, не было бы меня…»

Глава 2. Опыты Беккереля.

В 1896 г. А. Беккерель открыл радиоактивность. Это открытие было непосредственно связано с открытием рентгеновских лучей.

В своём докладе на конгрессе Беккерель указывал, что ему казалось очень мало вероятным, чтобы рентгеновские лучи могли существовать в природе только в тех сложных условиях, в каких они получаются в опы­тах Рентгена.

Беккерель, близко знакомый с исследованиями своего отца по люминесценции, обратил внимание на тот факт, что катодные лучи в опытах Рентгена производили при ударе одновременно и люминесценцию стекла и невидимые Х-лучи. Это привело его к идее, что всякая люминесценция сопровождается одновременно испусканием рентгеновских лучей.

Эту идею впервые высказал А. Пуанкаре. В своей докторской диссертации М. Кюри-Склодовская пишет по этому поводу: «Первые рентгеновые трубки не имели ме­таллического антикатода; источни­ком рентгеновских лучей служила подвергнутая действию катодных лучей стеклянная стенка; при этом она сильно флуоресцировала. Можно было задаться вопросом, не является ли испускание рентге­новских лучей непременным спут­ником флуоресценции, независимо от причины последней. Эту мысль впервые высказал г. А. Пуанкаре1.

Для проверки этой идеи Беккерель использовал большое количе­ство люминесцирующих материалов, пока после ряда безуспешных опытов не поместил двух кристаллических пластинок урановой соли на фотогра­фическую пластинку, завёрнутую в чёрную бумагу. Урановая соль под­вергалась действию сильного солнечного света и через несколько часов экспозиции на фотографической пластинке было ясно обнаружено очертание кристаллов.

Таким образом, идея оказалась подтверждённой, солнечный свет воз­буждал и люминесценцию соли урана и проникающую радиацию, дейст­вующую через бумагу на фотопластинку. Однако в дело вмешался случай.

Приготовив опять пластинку с кристаллом урановой соли, Беккерель вновь вынес её на солнце. День был облачный, и опыт после короткой экс­позиции пришлось прервать. В последующие дни солнце не показывалось, и Беккерель решил проявить пластинку, не надеясь, конечно, получить хорошего снимка. Но, к его удивлению, снимок получился резко очер­ченным.

Как первоклассный исследователь, Беккерель не поколебался под­вергнуть серьёзному испытанию свою теорию и начал исследовать действие солей урана на пластинку в темноте. Так обнаружилось — и это Беккерель доказал последовательными опытами,— что уран и его соединение непрерывно излучают без ослабления лучи, дейст­вующие на фотографическую пластинку и, как показал Беккерель, способные также разряжать электроскоп, т. е. со­здавать ионизацию. Открытие это вы­звало сенсацию.

Особенно поражала способность урана излучать спонтанно, без всякого внешнего воздействия.

Рамзай рассказывает, что когда осенью 1896 г. он вместе с лордом Кель­вином (В. Томсоном) и Д. Стоксом посе­тил лабораторию Беккереля, то «эти знаменитые физики недоумевали, откуда мог бы взяться неисчерпаемый запас энергии в солях урана. Лорд Кельвин склонялся к предположению, что уран служит своего рода западнёй, которая улавливает ничем другим не обнаружи­ваемую лучистую энергию, доходящую до нас через пространство, и прев­ращает её в такую форму, в виде которой она делается способной производить химические действия».



Похожие документы:

  1. Пояснительная записка Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Гимназия №13 г. Аргун» (бывшая средняя школа №4)

    Пояснительная записка
    ... искусствами: история театра. М. СЕРВАНТЕС Краткие ... учебно-исследовательскую работу: выбор темы исследования, составление плана работы, знакомство с исследовательскими ... иметь возможность: участвовать в принятии решений Управляющего совета гимназии ...
  2. Программы учебных предметов в 7-9-х классах Русский язык

    Пояснительная записка
    ... Имя прилагательное ... и творчество Сервантеса. «Дон ... групповой учебно-исследовательской работы, ... реакции. история открытия. ... гимназий Москвы добился себе права преподавать историю ... открытие электрона, протона и нейтрона, рентгеновских лучей, радиоактивности ...
  3. История россии с древнейших времен до наших дней учебник

    Учебник
    ... и Сервантеса, Ж.Б. ... ими истории ... гимназиях. Кроме того, открывались и специальные средние учебные ... Открытия в естественных науках (делимость атома, рентгеновские лучи, радиоактивность ... истории. Продолжалась работа по созданию' научно-исследовательских ...
  4. Образовательная программа основного общего образования Муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения

    Образовательная программа
    ... осуществлять учебно-исследовательскую работу: выбор темы исследования, составление плана работы, знакомство с исследовательскими методами ... Африка. История открытия и освоения европейцами. Население. 1 Сформировать представление о истории открытия и ...
  5. Н. М. Карамзин «История Государства Российского»

    Документ
    ... — и велел им иметь старание о покорении ... Смоллетта, Стерна, Сервантеса, Мильтона, Апулея, ... радиоактивное ... изучения истории. Работа над «Историей государства ... открытую Нежинскую гимназию. Этому учебному ... в научно-исследовательскую экспедицию Нигризолото, ...

Другие похожие документы..