Лабораторная работа №2.

«Изучение закона радиоактивного распада».

Цель работы: изучение закона радиоактивного распада с помощью модельного эксперимента.

Оборудование: коробка с большим числом одинаковых монет.

Теория и метод выполнения.

Закон радиоактивного распада - физический закон, описывающий зависимость интенсивности радиоактивного распада от времени и количества радиоактивных атомов в образце. Открыт Фредериком Содди и Эрнестом Резерфордом, каждый из которых впоследствии был награжден Нобелевской премией. Они обнаружили его экспериментальным путём и опубликовали в 1903 году в работах «Сравнительное изучение радиоактивности радия и тория».

Аналитическое выражение закона радиоактивного распада имеет вид: , где: N0 – начальное число радиоактивных ядер; N – число нераспавшихся радиоактивных ядер; λ - постоянная радиоактивного распада, которая характеризует вероятность радиоактивного распада за единицу времени. Знак минус указывает на убыль числа радиоактивных ядер со временем. Т. к. постоянная радиоактивного распада связана с периодом полураспада (временем, за которое распадается половина радиоактивных ядер) выражением , то закон радиоактивного распада принимает вид: . Таким образом, графическая зависимость числа нераспавшихся радиоактивных ядер от времени имеет вид:


В данной лабораторной работе роль радиоактивных ядер играют монеты. Поместите в коробку большое число одинаковых монет, предварительно определив их количество. Встряхните их несколько раз и высыпьте на стол с небольшой высоты. Монеты, выпавшие тыльной стороной вверх («распавшиеся ядра»), отложите в сторону, а остальные («нераспавшиеся ядра») сосчитайте, снова положите в коробку, встряхните и высыпьте на стол. Монеты, выпавшие тыльной стороной уберите, оставшиеся подсчитайте и снова поместите в коробку. Повторите процедуру несколько раз. Каждый раз число «нераспавшихся ядер» заносите в таблицу. С помощью мастера диаграмм в Microsoft Excel постройте кривую и сравните с кривой радиоактивного распада.

Ход работы:

Поместите в коробку большое число одинаковых монет, предварительно определив их количество (N0). Встряхните их несколько раз и высыпьте на стол с небольшой высоты. Монеты, выпавшие тыльной стороной вверх («распавшиеся ядра»), отложите в сторону, а остальные («нераспавшиеся ядра») сосчитайте, снова положите в коробку (N1). Встряхните их несколько раз и высыпьте на стол с небольшой высоты. Монеты, выпавшие тыльной стороной вверх («распавшиеся ядра»), отложите в сторону, а остальные («нераспавшиеся ядра») сосчитайте, снова положите в коробку (N2). Процедуру повторить несколько раз, заносить данные в таблицу:

Номер выбрасывания

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Число нераспавшихся радиоактивных ядер

С помощью мастера диаграмм в Microsoft Excel (или на обычном тетрадном листе) постройте кривую зависимости числа нераспавшихся радиоактивных ядер (N) от номера выбрасывания и сравните с кривой радиоактивного распада, сформулировав вывод. Сравнить полученное уравнение, описывающее кривую зависимости числа нераспавшихся радиоактивных ядер (N) от номера выбрасывания с законом радиоактивного распада в общем виде , определить постоянную радиоактивного распада и по формуле определить период полураспада модельного радиоактивного вещества в условных единицах.