Стабильность изотопов и радиоактивный распад
Build a Nucleus by PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, licensed under CC-BY-4.0 (https://phet.colorado.edu)
Название проекта: Стабильность изотопов и радиоактивный распад
Эта виртуальная лаборатория предназначена для использования на уроках химии по следующим темам:
- 10 класс. Глава I. “Строение атома”.
Цель виртуальной лабораторной работы:
- разобраться в нестабильных изотопах и радиоактивном распаде
- для визуализации процесса распада
Характеристики атомных частиц
Таблица 1
| Частицы | Массовое число | Число заряда | Примечание |
| протон | 1 | +1 | Количество протонов равно порядковому номеру элемента |
| нейтрон | 1 | 0 | Количество нейтронов можно найти по следующей формуле:N=А r -Z , А r -массовый номер атома, Z — количество протонов, |
| электрон | 0 | -1 | Количество электронов равно порядковый номер элемента |
Практическая часть
1.При запуске симуляции вы сможете выбрать один из двух режимов: «Decay» и «Chart intro». Начнем с режима «Decay».
2.На данном экране вы можете построить нуклид, используя протоны и нейтроны. Симуляция позволяет создавать нуклиды с количеством протонов до 94 и нейтронов до 146. Вы можете размещать протоны и нейтроны, перетаскивая их в игровую зону или же используя спиннеры. Спиннер посередине позволяет одновременно добавлять в ядро по одному протону и нейтрону.
3.По мере изменения количества нуклонов в ядре симуляция автоматически обновляет информацию: символ элемента (например. Helium -5), количество протонов и нейтронов и стабильность нуклида (Stable/Unstable)
4.Кнопка “Info» в разделе Half-life открывает статическую временную шкалу с динамическим отображением периода полураспада выбранного нуклида.
5.В рамках моделирования представлены пять типов распада: α-распад, β+ распад, β- распад, излучение протонов и нейтронов.
6.Нестабильные нуклиды распадаются на стабильные по одному из этих пяти типов распада.
Виртуальный эксперимент
7.Создайте нестабильный изотоп. Например, бериллий-8. Посмотрите доступные типы распада для этого изотопа.
8.Проанализируйте символы значков распада, чтобы предсказать конечный элемент после распада. Затем нажмите кнопку, чтобы увидеть анимацию распада.
9.Понаблюдайте, как меняются: символ элемента, период полураспада, счетчик нуклонов. Определите получившийся элемент. Составьте сбалансированное уравнение данного ядерного распада.
10.Попробуйте другие изотопы с другими типами распада.
11.Вы можете нажать желтую кнопку, чтобы снова просмотреть анимацию. Определите получившийся элемент. Составьте уравнение.
Заключение
Данный виртуальный эксперимент эффективно продемонстрировал радиоактивный распад с помощью виртуальной симуляции PhET «Build a Nucleus». Управляя нестабильными изотопами, ученики визуализировали процесс распада и исследовали концепцию периода полураспада. Это интерактивное исследование обеспечивает ценную основу для понимания ядерных реакций.
Словарь терминов
- decay — распад
- half-life period — период полураспада
- stable/unstable isotope — стабильные/нестабильные изотопы
- proton — протон
- neutron — нейтрон
- alpha-decay — альфа-распад
- beta + decay — бета + распад
- beta — decay — бета — распад
- proton emission — протонное излучение
- neutron emission — нейтронное излучение
- time for light to cross a nucleus — время, за которое свет проходит через ядро
- time for light to cross an atom — время, за которое свет проходит через атом
- time for light to cross 1000 atoms — время, за которое свет проходит через 1000 атомов
- time for sound to travel 1 mm — время, за которое звук проходит расстояние в 1 мм
- a blink of an eye — моргание глаз
- one minute — одна минута
- one year — один год
- average human lifespan — средняя продолжительность жизни человека
- Age of the Universe — возраст Вселенной
- lifetime of longest lived stars — продолжительность жизни самых старых звезд