Радиоактивность в физике

Радиоактивность

Радиоактивность (от лат. radio — излучаю и actions — деятельный) — свойство атомных ядер самопроизвольно (спонтанно) изменять свой состав — заряд , массовое число путём испускания элементарных частиц или ядерных фрагментов.

Явление радиоактивности было открыто А. Беккерелем в 1896 г. при его исследованиях люминесценции солей урана: он обнаружил спонтанное испускание неизвестного излучения. Исследование других химических элементов на предмет радиоактивности позволило в 1898 г. Марии Склодовской-Кю-ри во Франции (и другим учёным) обнаружить свечение тория, а затем выделить неизвестный ранее элемент — полоний. Спустя некоторое время был открыт элемент радий, дающий очень интенсивное излучение. Явление самопроизвольного излучения по предложению Марии и Пьера Кюри было названо радиоактивностью. Вскоре Э. Резерфорд и супруги Кюри установили, что радиоактивное излучение состоит из лучей трёх видов: -лучей, состоящих из положительных -частиц (являющихся ядрами гелия), (-лучей, или отрицательно заряженных -частиц (которые оказались электронами), и -лучей, не имеющих заряда, которые оказались -квантами (жёстким электромагнитным излучением). Классический опыт, позволивший обнаружить сложный состав радиоактивного излучения, изображён на рис. 181.

Рис. 181

На излучение препарата радия, помещённого на дно узкого канала в куске свинца, действовало сильное магнитное поле с линиями индукции, перпендикулярными лучу. Перпендикулярно каналу располагалась фотопластинка. Вся установка размещалась в вакууме. По отклонению луча определялся заряд частиц, его составляющих.

Гамма-лучи

То, что это электромагнитная волна, было доказано опытами по дифракции на кристаллах. В ходе этих опытов была определена длина волны -лучей: от см. Их проникающая способность гораздо выше, чем у рентгеновских лучей. На шкале электромагнитных волн -лучи следуют непосредственно за рентгеновскими. Скорость распространения, как у всех электромагнитных волн, — 300 000 км/с.

Бета-лучи

Бета-лучи были идентифицированы как электроны, движущиеся со скоростями, близкими к скорости света, по сильному отклонению как в магнитном, так и электрическом поле. Скорости -частиц, испущенных радиоактивным элементом, различны, что приводит к расширению пучка (рис. 181).

Альфа-частицы

Альфа-частицы отклоняются в магнитном и электрическом полях меньше других, что затрудняло их идентификацию. Окончательно природу -частиц удалось выяснить Э. Резерфорду. С помощью экспериментов в магнитном поле он определил соотношение заряда и массы. С помощью счётчика Гейгера измерил количество частиц, испущенных препаратом за определённое время, а с помощью электрометра определил их суммарный заряд, рассчитав, таким образом, заряд одной -частицы (+2). Экспериментально природа альфа-частиц была подтверждена с помощью спектрального анализа газа, образовавшегося за несколько дней в резервуаре, в котором Резерфорд собирал -частицы. Каждая -частица захватывала два электрона и превращалась в гелий.



Эта лекция взята со страницы лекций по всем темам предмета физика:

Предмет физика

Возможно эти страницы вам будут полезны:

Лазер в физике
Ядерные силы в физике
Радиоактивные превращения. Альфа-, бета-, гамма-распад в физике
Закон радиоактивного распада. Период полураспада в физике