Вивчення атомної фізики

ПЛАН

Вступ…………………………………………………………..….…3

Розділ І. Випромінювання й спектри……………………..…..…...6

1. Види спектрів………………………………………..….7
2. Інфрачервоне й ультрафіолетове випромінювання....13

Розділ ІІ. Фізика атомного ядра…………………………………..19

1. Радіоактивність…...……………………………………19
2. Експериментальні методи реєстрації заряджених частинок………………………………………….…......24

Розділ ІІІ. Шкільні  прилади і досліди для вивчення і рахунку                                  іонізуючих частинок…………………………………...30

3.1    Спостереження слідів α-частинок………………….…30

3.2    Камери для  спостережень α-частинок методом  сцинтиляцій…………………………………………………..34

3.3    Рахунок іонізуючих  частинок………………………....35

3.4    Рентгенівські  промені……………………………….…37

3.5    Визначення  напряму розповсюдження космічного         проміння………………………………………….…..…40

Висновки…………………………………………………………....44

Список використаної літератури……………………………….…46  

Вступ.

Наша країна вступила в новий етап свого розвитку —  етап перебудови і демократизації, якісного перетворення всього життя суспільства. Розв'язання цих у повному розумінні революційних завдань можливе лише за умови активізації людського фактора, ідейним стрижнем якого є марксистсько-ленінський світогляд.

Більшість проблем виховання  на переломному етапі розвитку українського суспільства пов'язані зі зміною мотиваційних основ діяльності людини. Змінити мотиви поведінки людини, надати їм соціальне значущого характеру — одне з головних завдань практики виховної роботи сьогодні. А в основі мотивації поведінки людини лежать її найзагальніші уявлення про світ, про місце людини в ньому, тобто те, що входить до поняття «світогляд».

Основи систематизованого діалектико-матеріалістичного уявлення про світ закладаються в середній школі.

У формуванні наукових понять школярів важлива роль належить фізиці, що пояснюється особливим її становищем у системі природничих наук. Фізика — наука про форми матерії, які входять до складу будь-яких матеріальних систем, про взаємодію цих форм та їх рухи. Оскільки форми матерії, руху і взаємодії зустрічаються в будь-яких матеріальних системах, фізика є основою всього природознавства. Специфічні закономірності конкретних класів і типів матеріальних об'єктів вивчають хімія, біологія, астрономія, геологія та інші природничі науки. Однак ці закономірності виникають як специфічні ускладнені види взаємодії форм матерії, що вивчаються фізикою. Фізичні методи широко застосовуються при вивченні будь-яких складних матеріальних систем у різних умовах. Одночасно фізика є найбільш широкою теоретичною основою техніки.

Одним з основних напрямів удосконалення шкільної фізичної освіти є підвищення виховного потенціалу курсу фізики, світоглядного спрямування його вивчення. Найважливішими світоглядними завданнями курсу фізики є розкриття матеріальної природи фізичних (механічних, теплових, електричних, оптичних, квантових) явищ, їх пізнаванності й закономірного зв'язку між ними, об'єктивного характеру законів та причинно-наслідкових зв'язків, діалектико-матеріалістичне тлумачення найважливіших фізичних понять, законів і теорій, співвідношення теорії і практики в науковому пізнанні. Важливо також ознайомлювати учнів з методологічними основами і змістом фізичної науки, з методами наукового пізнання.

Аналіз шкільної практики показує, що закладені в курсі  фізики світоглядні можливості реалізуються далеко не повною мірою. Досить часто вчителі зміст розділів чи тем співвідносять лише з окремими положеннями діалектичного матеріалізму. Отже, систематична робота з формування науково-матеріалістичних поглядів і переконань підміняється штучним пошуком так званих виховних моментів

Але ізольовані факти і явища самі по собі світоглядно індиферентні, оскільки вириваються з функціонального цілого природної дійсності.

Філософські положення в цьому випадку здаються зайвим доважком до фізики. Плануючи роботу з формування понять, треба виходити з того, що закони діалектики закладені в самій природі і їх не можна їй нав'язувати. Варто завжди пам'ятати слова Ф. Енгельса: «Нарешті, для мене могло йтися не про те, щоб внести діалектичні закони в природу ззовні, а про те, щоб відшукати їх у ній і вивести їх з неї».

Не забезпечує успішного формування наукових понять й просте повідомлення на уроках абстрактних узагальнень світоглядного характеру, не підкріплених знанням конкретних фактів.

Шлях до формування в  учнів наукових понять є лише один: так будувати навчальний процес, щоб діалектико-матеріалістичні та методологічні принципи розкривалися як внутрішня логіка розвитку фізики. Отже, знання з фізики мають подаватися як відображення об'єктивного світу, як результат активної пізнавальної діяльності людини з метою пояснення природних явищ і використання їх для матеріального виробництва, як постійне уточнення, виправлення й удосконалення здобутих наукових відомостей. Учні повинні засвоїти, що наукові знання — завжди відносна істина. В епоху науково-технічної революції їх обсяг швидко зростає, застарілі теорії й ідеї замінюються новими. Це зростання відбувається в результаті переходу від одного рівня знань до другого і характеризує не слабкість людського розуму, а силу, здатність людини пізнавати макро- і мікросвіт і водночас свідчить про безмежність світу та невичерпність будь-якого його фрагмента.

Розділ І. Випромінювання й спектри

У цьому розділі вводяться  нові поняття про випромінювання й поглинання енергії тілами, розглядаються закони температурного випромінювання, обґрунтовується метод спектрального аналізу, показано приклади його застосування в різних галузях науки й техніки, розкриваються суперечності між деякими світловими явищами й хвильовою теорією. Закінчується вивчення розділу узагальненням світлових та інших електромагнітних явищ на основі теорії електромагнітних коливань. Учні підводяться до нової, квантової теорії світла.

За програмою й навчальним посібником види випромінювання і спектри вивчаються після встановлення електромагнітної природи світла. Це дає можливість розглянути причини, які зумовлюють зміни швидкості поширення світла в речовині, і залежність цієї швидкості від частоти світла, переконати учнів в тому, що макроскопічний розгляд взаємодії світла з речовиною не достатній для розуміння механізму дисперсії і треба звернутися до електронної теорії, елементи якої відомі їм з електродинаміки.

            Певним недоліком такого порядку викладу матеріалу є те, що спектри випускання і поглинання вивчаються до розгляду будови атома і в деякому відриві від фізики атома, тоді як ці питання доцільно було б вивчати одночасно. У зв'язку з цим ряд методистів пропонує після хвильових властивостей світла розглянути квантові, дати поняття про синтез поглядів на природу світла, а потім перейти до вивчення дисперсії, спектрів і будови атома. Автори цього посібника додержують такого порядку викладу, як у навчальному посібнику.

Оскільки розділ цей  має завершуватися розглядом шкали електромагнітних хвиль, то слід вивчати в ньому і рентгенівське випромінювання. Між тим для рентгенівського випромінювання визначальними є його квантові властивості, і було б доцільно розглядати його після ознайомлення учнів з квантовою природою світла. В посібнику рекомендується основний матеріал – утворення рентгенівських променів, будова трубок, основні властивості рентгенівського випромінювання — викласти на основі хвильових уявлень. В наступному розділі слід розглянути квантові властивості рентгенівських променів.

1.1 Види спектрів. Оскільки з явищем дисперсії світла учні вже ознайомилися в попередньому розділі, то тут можна відразу перейти до розгляду будови апаратів для спостереження і вивчення спек-

трів. Слід пояснити будову призмового спектроскопа і його різновидностей — спектрографа й монохроматора. Щоб пояснення не забрало багато часу, бажано мати готові таблиці з малюнками цих приладів. У навчальному посібнику розглядається будова спектрографа, але оскільки учні користуватимуться шкільним спектроскопом, слід розглянути і його будову (мал. 1). Мікрометричний гвинт дає можливість проградуювати спектроскоп і вимірювати ним довжини світлових хвиль.

На мал. 2 схематично зображено спектроскоп складнішої конструкції, який називається монохроматором. У ньому вхідна / і вихідна // щілини залишаються нерухомими. Навколо осі О обертається спеціальним мікрометричним гвинтом М складна призма Р. При цьому через щілину // проходять дуже вузькі ділянки спектра — монохроматичне світло. На головці мікрометричного гвинта проставлені довжини хвиль, що відповідають монохроматичному світлу, яке виходить з щілини //. Встановивши перед вихідною щілиною // болометр, за допомогою чутливого гальванометра можна визначити розподіл енергії у різних частинах спектра, а також порівняти інтенсивність спектральних ліній в лінійчастому спектрі випромінювання.

Розглянувши будову спектральних приладів, переходимо до демонстрування і пояснення спектрів випускання. Із суцільним спектром учні вже обізнані. Його знову демонструємо і з'ясовуємо, що він утворюється під час розкладання світла, випромінюваного розжареними твердими тілами і рідинами (розплавленими металами).

Для демонстрування суцільного спектра на лаві універсального проекційного ліхтаря за конденсором встановлюємо ширму з щілиною Щ, об'єктив Об і столик для призми Пр. Ширму з щілиною розміщуємо в тому місці, де після конденсора виходить зображення джерела світла 5 (мал. 3). Об'єктивом наводимо зображення освітленої щілини на екрані Е. Після цього ставимо на столик призму і переміщуємо екран так, щоб на ньому утворилось зображення спектра. Обертаючи призму навколо вертикальної осі і стежачи

за спектром на екрані, добиваємося  такого ЇЇ розміщення, яке відповідає мінімуму відхилення променів, що падають на призму. При такому розміщенні призми якість спектра буде найкращою.

Пояснюючи механізм утворення  суцільного спектра, слід мати на увазі, що такий спектр можуть давати не тільки тверді й рідкі тіла та дуже стиснуті гази, а й розріджені гази за деяких певних умов (досить великий об'єм газу, сильна іонізація).

Для спостереження лінійчастих  спектрів випромінювання варто мати кілька спектральних трубок з різними  газами: воднем, гелієм, неоном, парою  ртуті. Бажано спостереження організувати як фронтальне. Для цього кілька спектральних трубок підключаємо паралельно одній індукційній котушці (мал. 4) і пропонуємо учням спостерігати свічення трубок через спектроскоп. Працювати можна в незатемненому приміщенні. Спектр водню слід розглянути детальніше, оскільки він відіграє особливу роль у розвитку науки про будову атома.

Для спостереження лінійчастого спектра ртуті можна скористатися як джерелом світла ртутно-кварцевою лампою типу СВДШ-250-3 або ПРК-2 чи ПРК-4. У спектрі цих ламп чітко видно жовту, зелену й фіолетову лінії.

Поряд з цими фронтальними дослідами важливо з точки  зору підготовки учнів до усвідомлення принципу спектрального аналізу показати учням лінійчасті спектри пари металів в електричній дузі. Для демонстрування цих спектрів треба заздалегідь підготувати вуглини, додавши до них солей чи ошурків того металу, спектр якого хочуть дістати. Можна взяти мідь, цинк, натрій, кальцій тощо. Спектр цих металів у видимій області має яскраві лінії. Ви-

свердлений канал слід набивати сіллю відразу ж після вимкнення дуги в розплавлений електрод, щоб сіль розплавилась, а зайва волога випарувалась, інакше під час дослідів подібна маса розбризкуватиметься і спостерігатиметься деяке блукання дуги.

Слід пам'ятати, що ртутні лампи й електрична дуга — це інтенсивне джерело ультрафіолетових променів, тому очі учнів і вчителя мають бути захищені від прямих променів дуги.

Розповідь про смугасті спектри, властиві хімічним сполукам, супроводжуємо показом фотографій цих спектрів, зіставленням їх з  лінійчастими. Смугасті спектри можна й продемонструвати, скориставшись, наприклад, як джерелом світла електричною дугою між вугільними стержнями. Установка для демонстрації така сама, що й для показу суцільного чи лінійчастого спектра. Але для демонстрування смугастого спектра на щілину треба проектувати не розжарений електрод, а полум'я дуги, й користуватися спектральне чистими вугільними стержнями. В результаті хімічних процесів під час горіння дуги в полум'ї утворюються двохатомний радикал ціану СN, молекули вуглецю С₂, які дають добре помітні смуги в фіолетовій, синій і жовтій частинах видимої області спектра.

Можна також спостерігати смугастий спектр від полум'я  газового пальника. Це полум'я складається з трьох частин: внутрішнього і зовнішнього конусів і області між ними. Верхня частина внутрішнього конуса є джерелом інтенсивних смуг у спектрі; їх дають молекули С₂, радикали СН і ОН, причому смуги, які дають С₂ і СН, належать до видимої частини спектра. Смугастий спектр від полум'я природного газу зручний тим, що в ньому смуги чітко розділені і добре спостерігаються в шкільний двотрубний спектроскоп.

Після ознайомлення учнів  з різними видами спектрів випромінювання коротко спиняємося на механізмі їх утворення.

Лінійчасті спектри  випромінювання характерні для збуджених вільних атомів, тому речовина обов'язково повинна бути в газоподібному чи пароподібному стані; при цьому багатоатомні молекули мають бути розщеплені на окремі атоми. Лінійчасті спектри утворюються вільними, не зв'язаними один з одним атомами (актів випромінювання під час взаємодії між атомами дуже мало порівняно із загальним випромінюванням внаслідок зіткнення атомів).

Для всіх газів і пари, що світиться, характерний свій лінійчастий спектр. Залежно від умов збудження може змінюватися й вигляд лінійчастого спектра певної речовини. Наприклад, лінійчасті спектри газу, утворені в дуговому й іскровому розряді, різні, оскільки в другому випадку газ іонізується. Отже, з того, який вигляд має спектр, певною мірою можна судити про ступінь іонізації речовини, тобто про її плазмовий стан.

Смугасті спектри розглядаються  як різновидність лінійчастих; вони належать молекулам речовини. Тому лінійчасті спектри називаються атомними, а смугасті — молекулярними. Для утворення молекулярних спектрів треба, щоб речовина також перебувала в газоподібному стані, при цьому молекули не повинні бути розщеплені на окремі атоми.

Вивчення спектрів вбирання можна почати з демонстрування ліній  натрію. На екрані дістаємо суцільний  спектр, а потім між щілиною і об'єктивом (ближче до щілини) в полум'ї спиртівки чи газового пальника спалюємо натрій або сіль натрію. На екрані в жовто-оранжевій частині спектра з'являється виразна чорна лінія. Пояснюємо, що коли температура розжареного газу (наприклад, пари натрію в полум'ї спиртівки) нижча за температуру, яка дає суцільний спектр, то на фоні останнього утворюється темна лінія. Коли ж джерело суцільного спектра погасити, то на екрані видно жовту лінію.

Потім замість пальника між щілиною і об'єктивом уміщуємо скляну кювету, наповнену водою, і демонструємо, як звичайно, суцільний спектр. Замінивши в кюветі воду спочатку розчином марганцевокислого калію, а потім мідного купоросу, звертаємо увагу учнів на характерні особливості спектрів вбирання для кожного розчину. Речовину, яка забарвлює розчин, слід поступово доливати в розчинник у процесі досліду. Тоді видно розширення смуг вбирання в спектрі.

Щоб продемонструвати вбирання світла скляними світлофільтрами або кольоровим целофаном, вміщуємо на шляху променів, що утворюють на екрані суцільний спектр, червоний, фіолетовий або зелений світлофільтри. Колір світлофільтра визначається тим, яку частину спектра він пропускає.

         Утворення спектрів вбирання пояснюємо тим, що всяке тіло, незалежно від його природи, при певній температурі. найбільше вбирає ті промені, які саме випромінює при такій самій температурі (закон Кірхгофа).

Розгляд спектрів закінчуємо питанням про спектр Сонця. Показуємо на таблиці (або через спектроскоп прямого зору) спектр Сонця, відмічаємо фраунгоферові лінії, пояснюємо їх. Підкреслюємо, що в момент повного сонячного затемнення темні лінії сонячного спектра стають кольоровими. Пропонуємо учням самостійно пояснити таку зміну в спектрі.

Після вивчення спектрів випромінювання і вбирання природно ознайомити учнів із спектральним аналізом, з його застосуванням для визначення хімічного складу речовини, для дослідження будови речовини, вивчення властивостей світла тощо. Слід розповісти про застосування в різних галузях промисловості не тільки емісійного спектрального аналізу, а й абсорбційного (зокрема, для визначення концентрації розчинених речовин і автоматичного контролю зміни концентрації). Відповідний матеріал можна знайти в праці О. А. Шишловського і О. М. Борбата «Оптика та її застосування» («Радянська школа», 1964).

1.2 Інфрачервоне й ультрафіолетове випромінювання. Пригадавши дослід на дослідження розподілу енергії в спектрі електричної дуги, ставимо завдання дослідити, чи не продовжується спектр вправо і вліво від видимої частини. Спочатку доцільно вивчити інфрачервону частину спектра, попередньо показавши, що випромінювання нагрітих тіл, але таких, що ще не світяться, можна виявити за допомогою термостовпчика, з'єднаного з чутливим демонстраційним гальванометром. Можна, наприклад, виявити випромінювання від спіралі плитки, не доведеної до червоного розжарення, від поверхні утюга тощо. Після цього цим самим термостовпчиком виявляємо інфрачервоне випромінювання в спектрі електричної дуги.

За допомогою вгнутих  металевих дзеркал слід показати, що інфрачервоні промені поширюються прямолінійно і відбиваються так само, як і промені видимого світла. Для цього встановлюємо дзеркала так, щоб центри їх поверхонь і головні фокуси були на одній прямій. У фокусі одного дзеркала вміщуємо спіраль в керамічній оправі і вмикаємо ЇЇ в освітлювальну мережу. Термостовпчик розміщуємо в головному фокусі другого дзеркала.

Можна також продемонструвати досліди на вбирання інфрачервоних променів різними речовинами. На шляху пучка світла, що йде від призми, розміщуємо плоскопаралельну кювету з розчином мідного купоросу і показуємо, що на ділянці за кінцем спектра стрілка гальванометра не відхиляється. Отже, розчин мідного купоросу непрозорий для інфрачервоних променів, він вбирає їх.

Досліди на виявлення  інфрачервоних променів і вивчення їх властивостей можна провести, скориставшись як індикатором сірчисто-срібним фотоелементом типу ФЕСС-У-3, ФЕСС-У-9 чи ФЕСС-У-10 або фоторезисторами типу ФС-А-4 чи ФС-К1.

Слід підкреслити, що неправильно називати інфрачервоні промені тепловими. Інфрачервоні хвилі, як і хвилі видимої частоти спектра, електромагнітні. Коли ці хвилі вбираються тілом, енергія їх перетворюється у внутрішню енергію тіла.

За вибором учителя  учнів доцільно ознайомити з окремими прикладами застосування інфрачервоного випромінювання: для сушіння різних виробів і прогрівання тканини живого організму, для фотографування в тумані чи в повній темряві, у військовій справі для автоматичного наведення керованих снарядів на ціль, для виявлення невидимих чи замаскованих військових об'єктів тощо.

 Для виявлення ультрафіолетового  випромінювання найпростіше скористатися люмінесціюючим екраном або екраном від шкільної рентгенівської трубки. На настільному екрані дістаємо невеликий, але яскравий суцільний спектр від дугової лампи проекційного ліхтаря, з якого попередньо витягли конденсор. Потім люмінесціюючим в ультрафіолетових променях екраном прикриваємо верхню половину фіолетового кінця спектра і показуємо, що спектр стає довшим: екран світиться світло-зеленим світлом і в невидимій частині спектра (мал. 5), далеко за фіолетовим кінцем спектра. Після вимикання дугової лампи в темряві спостерігається післясвічення екрана.

Для одержання інтенсивного пучка ультрафіолетових променів користуємося ртутно-кварцовою лампою, стінки якої виготовлені із спеціального чорного скла, що пропускає тільки ультрафіолетову частину спектра. Щоб відфільтрувати ультрафіолетове проміння, у вікно освітлювача з ртутно-кварцовою лампою (наприклад, типу. ПРК.-4) вставляємо спеціальний темний світлофільтр — увіолеве скло або світлофільтр типу УФС-1.

Характерними властивостями  ультрафіолетового випромінювання є його фотохімічна дія і здатність викликати люмінесценцію і фосфоресценцію різних речовин. Спрямувавши пучок ультрафіолетових променів убік від учнів, вносимо в нього різні люмінесціюючі речовини (набір трубок з флуоресценції, наповнених розчинами еозину, флуоресцеїну і родоміну, набір з фосфоресценції — три сектори з люмінофорами) і демонструємо їх яскраве різноколірну свічення.

Поставивши на шляху  пучка ультрафіолетових променів металевий лист під будь-яким кутом, можна за допомогою люмінофора продемонструвати їх відбивання.

Підкреслюємо, що ультрафіолетові  й інфрачервоні промені відбиваються, заломлюються, інтерферують, розкладаються в спектр, як і видиме світло. Діапазони довжин хвиль цих ділянок спектра — 380 — 5 нм для ультрафіолетового й 10^б — 770 нм для інфрачервоного проміння.

На закінчення слід коротко  розповісти про застосування ультрафіолетових променів у дефектоскопії, біології й медицині.

Рентгенівське випромінювання. Після розгляду ультрафіолетового випромінювання логічно поставити запитання про можливість існування проміння з ще коротшою довжиною хвилі. Спочатку коротко розповідаємо про історію відкриття променів, а потім визначаємо властивості, дії рентгенівських променів і їх застосування. Електромагнітну природу рентгенівських променів пояснюємо з точки зору механізму гальмівного випромінювання так. Напрямлений рух електронів від катода до анода являє собою електричний струм, навколо якого існує магнітне поле. Коли електрони ударяться об анод, відбувається різке їх гальмування, яке супроводиться зміною магнітного й електричного полів, внаслідок чого

утворюються електромагнітні  хвилі. Зміна швидкості електронів при гальмуванні різна. Внаслідок цього утворюється неперервний спектр рентгенівського випромінювання.

        Оскільки вплив на організм учнів рентгенівського випромінювання, навіть м’якого і невеликої інтенсивності, небажаний, то не слід демонструвати дію трубки і властивості променів. Досить скористатися під час вивчення цього матеріалу навчальним кінофільмом (звуковим) «Рентгенівські промені», випущеним в 1966р. Київською студією науково-популярних фільмів, в якому розповідається про утворення, властивості й застосування рентгенівських променів.

Слід розповісти про  ті труднощі, які виникали у процесі  вивчення природи рентгенівського випромінювання. Твердження про електромагнітну природу цих променів буде для учнів переконливішим, якщо їх ознайомити з ідеями й результатами досліду М. Лауе. Припущення, що рентгенівські промені являють собою електромагнітні хвилі, які виникають під час гальмування електронів у момент удару об анод, спочатку не підтверджувалося дослідами. Ряд властивостей рентгенівських променів ніби не свідчив про їх хвильову природу. Рентгенівські промені не відбивались і не заломлювались на межі двох середовищ, як звичайні світлові хвилі, не дифрагували й не інтерферували при використанні звичайних дифракційних решіток.

Пояснюємо суть дослідів М. Лауе з дифракції рентгенівських променів на кристалічних решітках, якими  було доведено, що ці промені здатні дифрагувати, отже, вони мають хвильову природу; тільки довжина хвилі для  рентгенівських променів значно менша, ніж у видимих чи ультрафіолетових. Довжина хвиль рентгенівського випромінювання знаходиться в діапазоні 5—0,01 нм.

Будову й дію іонної рентгенівської трубки вивчати не слід, бо вона вийшла з ужитку; варто коротко  спинитися на будові електронної трубки (трубки Куліджа).

Слід розповісти про  галузі застосування рентгенівського  випромінювання: для лікування й діагностики хвороб, виявлення дефектів у деталях, вивчення структури речовини (рентгенівський спектральний і люмінесцентний аналіз) тощо. Бажано заздалегідь підготувати до уроку таблиці із схемами рентгенівських установок, що застосовуються в різних галузях техніки, медицини тощо.

          Шкала електромагнітних хвиль. Після ознайомлення з різними видами випромінювань логічно зробити загальний огляд електромагнітних хвиль. Вивчення радіохвиль різної довжини, світлових хвиль видимої частини спектра, інфрачервоних, ультрафіолетових і рентгенівських променів показало, що, незважаючи на різні способи утворення і якісні відмінності, вони мають однакову фізичну природу — всі вони електромагніти і хвилі. Лише незначна частина їх діє безпосередньо на наші органи чуття, а про всі інші ми дістаємо уявлення за допомогою відповідних приладів. З фізичної точки зору всі хвилі відрізняються одна від одної тільки частотою (довжиною хвилі) й амплітудою. Тому їх можна розмістити в безперервний ряд за послідовним зменшенням довжини хвилі, інакше кажучи, за зростанням частоти коливань. Такий ряд називається шкалою електромагнітних хвиль.

      Пояснюючи цей матеріал, слід скористатися спеціальною таблицею шкали електромагнітних хвиль.

Важливо підкреслити, що єдиного універсального методу збудження електромагнітних хвиль немає, тому всю шкалу можна поділити на ряд окремих частин відповідно до способів їх збудження і приймання: радіохвилі, інфрачервоні промені, видиме світло, ультрафіолетові промені, рентгенівські промені і гама-промені, з якими учні ознайомляться трохи пізніше. Окремі області електромагнітних хвиль частково перекривають одна одну. Наприклад, мікрорадіохвилі заходять в область довгохвильової частини інфрачервоного випромінювання; короткі ультрафіолетові хвилі менші від хвиль м'якого рентгенівського випромінювання; рентгенівський спектр частково перекриває спектр гама-променів тощо. Перекривання окремих областей хвиль свідчить про те, що хвилі таких довжин можна дістати двома способами: наприклад, хвилі в 0,1 мм за допомогою коливального контура і при тепловому випромінюванні тіла. Зрозуміло, що фізичні властивості цих хвиль абсолютно однакові, оскільки вони визначаються довжиною хвилі, а не методом збудження. Називається випромінювання за способом його утворення.

Таким чином, усі види випромінювання мають єдину електромагнітну природу, але залежно від довжини електромагнітної хвилі вони по-різному й поводять себе в речовині, в якій поширюються, по-різному проявляють себе, тобто мають якісні відмінності, які залежать від зміни (кількісної) довжини хвилі.

Розділ ІІ. Фізика атомного ядра

Під час вивчення цієї теми слід ознайомити учнів з експериментальними методами реєстрації заряджених частинок, з властивостями протона і нейтрона, з ізотопами та енергетичним виходом ядерних реакцій. Доцільно також спинитися на явищі радіоактивності.

Матеріал цієї теми бажано вивчати в такій послідовності:

1.  Відкриття радіоактивності. Особливості α-, β - і γ-проміння.

2.   Експериментальні  методи реєстрації заряджених  частинок.

3.  Будова ядра. Складові  частини ядра. Ізотопи. Енергія  зв'язку.

4.   Ядерні реакції.

2.1 Радіоактивність. З курсу хімії учні знають, що радіоактивністю називається здатність елементів спонтанно випромінювати α-, β- і γ- промені і перетворюватись в інші елементи. Відомо, що під час хімічних реакцій електрони у зовнішніх шарах перегруповуються, а ядра не змінюються. Отже, хімічні реакції зумовлюються лише перетвореннями в електронних оболонках атомів.

Розглянемо тепер походження α- і β-проміння. Джерелом α-проміння не може бути оболонка атома, бо в ній немає частинок з такою масою й зарядом. Отже, α-проміння має ядерне походження.