|
|
Ответы к коллоквиуму по физике. 1 Какие процессы называются колебательными Гармонические колебания. Уравнение и график гармонических колебании. Частота колебаний. Укажите на графике амплитуду, период колебания, начальную фазу
№ 19 Явление радиоактивности. и -распады, -излучение, их физическая природа.
Радиоактивность – явление самопроизвольного превращения некоторых атомных ядер в другие ядра с испусканием частиц. К радиоактивным излучениям относятся А-излучение, Б – излучение и Г – излучение. Эти радиоактивные частицы имеют разный заряд и по разному отклоняются в магнитном поле.
: возникает в результате альфа распада. Альфа распадом называется самопроизвольное превращение атомного ядра с числом протонов Z и нейронов N в другое дочернее ядро, с числом протонов Z – 2 и N – 2, при этом испускается а-частица – ядро атома гелия 4\2He. Например распад радия:
Альфа распад происходит в тяжелых ядрах, где велико электростатическое отталкивание между протонами. В теории альфа распада предполагается, что внутри ядер могут образовываться группы, состоящие из двух протонов и двух нейтронов, т.к. а-частица.
– излучение: Возникает в результате бета – распада. При бета распаде из ядра вылетает электрон. Внутри ядер электроны существовать не могут, они возникают при бета распаде в результате превращения нейтрона в протон. Этот процесс может происходить не только внутри ядра, но и со свободными нейтронами.
Различают 2 вида B – распада:
1) Электронный или В- распад – вылет из ядра электрона. Нейтрон – протон ( тритий в гелий)
2) Позитронный В+ распад – из ядра вылетают позитроны и нейтрино. Протон – нейтрон ( рубидий – криптон)
Позитрон – частица двойник электрона( отличается от него только зарядом).
– излучение: Может возникать при а и в-распаде. Радиоактивное вещество может испускать а-частицы с несколькими дискретными значениями энергий(ядра могут находиться в разных возбужденных состояниях (подобно атомам)) в одном из таких ядер может находиться дочернее ядро при а-распаде. При последующем переходе этого ядра в основное состояние испускается гамма-квант.
При В-распаде дочернее ядро так же может оказаться в возбужденном состоянии и иметь избыток энергии.
|
№ 20 Основной закон радиоактивного распада (вывод), график. Период полураспада. Активность радиоактивного препарата. Искусственная радиоактивность. Метод меченых атомов, его применение в медицине.
В  любом образце радиоактивного вещества содержится огромное число радиоактивных атомов. Все атомы не распадаются одновременною Радиоактивный распад имеет случайный характер и не зависит от внешних условий: мы не можем предсказать, когда точно данное ядро распадется. Основываясь на теории вероятности, мы можем оценить, сколько ядер данного образца распадется в течении заданного промежутка времени. При этом предполагаем, что каждое ядро имеет одну и ту же вероятность распада в каждый момент времени, пока оно существует. Закон убывания количества ядер N (t), не распавшихся к данному моменту времени t, может служить важной статистической характеристикой процесса радиоактивного распада. Пусть за малый промежуток времени dt количество количество нераспавшихся ядер изменилось на dN. Так как вероятность распада каждого ядра неизменна во времени, то число распадов будет пропорционально количеству нераспавшихся ядер N (t) и промежутку времени dt: dN = - (постоянная распада) N (t) dt Знак минус необходим так как со временем число нераспавшихся ядер уменьшается. Коэф.пропорц – постоянная распада. t=0, начальное число радиоак. ядер N = No
Это закон радиоактивного распада. Подобная зависимость возникает во многих физических задачах. Многие процессы в природе подчиняются экспоненциальному закону, например, уменьшение амплитуды колебаний, поглощение света, рентгеновского излучения, ультразвука в веществе и др. Период полураспада: На практике вместо постоянной распада используют упругую характеристику – период полураспада. Т – это время , в течении которого распадаются половина радиоактивных ядер.T–0.5 Активность – число актов распада за единицу времени. А = dn/dt. А препарата тем больше, чем больше радиоактивных ядер. Единица измерения Беккерель ( БК) – 1 акт распада за сек.
Метод меченых атомов: При этом в организм вводят радионуклиды и определяют 1) их расположение 2) скорость их накопления 3) активность в органах тканях. Типичным примером является обследование патологий в щитовидной железе. Для обнаружения распределения радионуклидов в разных органах используют гамма – топограф – прибор, который автоматически фиксирует распределение интенсивности радиоактивного препарата(сканирующий счетчик). Последовательно проходят большие участки над телом пациента. Регистрация фиксируется штриховой отметкой на бумаге.
|
№ 21 Дозиметрия ионизирующего излучения. Поглощенная, экспозиционная и эквивалентная (биологическая) дозы, соотношения между ними. Единицы доз в СИ и внесистемные единицы. Мощность дозы.
Д озиметрией называют раздел ядерной физики и измерительной техники, в которой изучают величины, характеризующие действие ионизирующего излучения на вещества, а так же методы и приборы для их измерения. К ионизирующим излучениям относятся рентгеновское и гамма – излучение, потоки альфа-частиц, электроны, позитронов и т д. Действие ионизирующих излучений на вещество оценивают дозой. Различные эффекты ионизирующего излучения прежде всего определяются поглощенной дозой. Дозу отнесенную ко времени, называют мощностью дозы. Единицей поглощения дозы – является грей. ), который соответствует дозе излучения, при которой облученному веществу массой 1кг передается энергия ионизирующего излучения 1Дж; Экспозиционная доза излучения (х) – для рентгеновского и гамма излучения Э.Д.И. является мерой ионизации воздуха рентгеновскими и гамма лучами. Поглощенная доза совместно с кожф.качества дает представление о биологическом действии ионизирующего излучения, поэтому произведения ДК используют как единую меру этого действия и называют Эквивалентной дозой (Н) а к – коэф.качества.
|
|
|
№ 22 Связь мощности экспозиционной дозы с активностью радиоактивного препарата. Естественный радиоактивный фон Земли, его нарушения. Проникающая и ионизирующая способности , , -излучений. Защита от радиоактивных излучений.
Связь мощности экспозиционной дозы с активностью радиоактивного препарата: Из источника γ-фотоны вылетают по всем направления. Число этих фотонов, пронизывающих 1м2 поверхности некоторой сферы в 1с, пропорционально активности А и обратно пропорциональна площади поверхности сферы (4πr2)/ Мощность экспозиционной дозы (Х/t) в объеме V зависит от числа фотонов, так как именно они вызывают ионизацию. -излучения – слабая проникающая способность, способность к ионизации. -частицы вызывают ионизацию и проникают в ткани организма на глубину 10-15. -излучение – вызывает ионизацию и обладают высокой проникающей способностью. Проникающая способность для альфа и бета излучений определяется как расстояние пройденное частицей до того момента когда его жнергия сравняется с тепловой. Чем больше проникающая способность тем меньше ионизирующаяся способность. Естественным радиоактивным фоном – совокупность излучений радиоактивных источников. В условиях радиоактивного фона происходит деление одноклеточных организмов и клеток, развития эмбрионов, насекомых, рост и развитие высших растений и животных. Нарушения радиоактивно фона – в локальных условиях и тем более в глобальных опасны для существования биосферы и могут привести к непоправимым последствиям. Причиной возрастания радиоактивного фона является активная деятельность человека. Создание крупной промышленности, научных установок, энергетических источников, военной техники и др. может приводить к локальным изменениям фона. НАИБОЛЕЕ опасными причинами являются выбросы радиоактивных частиц, которые могут возникнуть при ядерных взрывах или при эксплуатации атомных электростанций (АЭС). Защита от радиоактивных излучений. 1) Защита временем. Доза излучения пропорциональна времени облучения. Поэтому, чем короче интервал времени воздействия, тем меньше полученная доза. 2) Защита расстоянием. Интенсивность излучения убывает обратно пропорционально квадрату расстояния. 3) защита материалом. В зависимости от вида излучения применяют экраны из разных материалов. Альфа – бумага, Бетта – пластины из алюминия, рентгеновское и гамма-излучение – бетон.
|
№ 23 Шкала электромагнитных волн. Свойства ЭМ волн в различных диапазонах. Механизмы излучения ЭМ волн в радио, ИК, видимом, УФ, рентгеновском и гамма диапазонах.
Из теории Максвела вытекает, что различные ЭМ – волны имеют общую природу. В связи с этим все Эм – волны целесообразно представить на единой шкале. Вся шкала условно подразделена на 6 диапазонов: 1) радиоволны, 2) инфракрасные, 3) видимые, 4) УФ, 5) рентгеновские, 6) гамма излучение
 Свойства ЭМ – волн в различных диапазонах: РВ – нагрев ткани( токи проводимости), ИК – возрастает количество колебаний следовательно происходит нагрев ткани, В , УФ – фотобиологич. Процессы(фотосинтез), R и гамма – когерентное, некогерентное рассеяние. Гамма – рождение пары ( е- + е+) Радиоволны обусловлены переменными токами в проводниках. ИК, В, УФ – излучения – исходят из атомов, молекул и быстрых заряженных частиц. R – излучение возникает при внутриатомных процессах. Гамма –излучение имеет ядерное происхождение. Наиболее коротковолновое УФ – излучение перекрывается длинноволновым рентгеновским.
|
№ 24 Материя и ее виды. Переход одного вида материи в другой Реакции аннигиляции и рождения пары.
Материя: обладает множеством свойств к их числу относятся: движение, пространство и время являющиеся атрибутами материи. Материя вечна и бесконечна, она никогда не имела начала во времени и пространстве и не будет иметь конца. Важным свойством материи является способность к взаимопревращению различных видов материи друг в друга.
Три основных вида материи: Вещество, антивещество, поле.
К веществу относятся элементарные частицы (исключая фотоны) атомы, молекулы.
Структурные уровни материи 1) элементарные частицы 2) атомно-молекулярный уровень 3) все макротела, жидкости и газы 4) космические объекты 5) биологический уровень, живая природа 6) социальный уровень – общество.
Аннигиля́ция — реакция превращения частицы и античастицы в какие-либо иные частицы, отличные от исходных.
Аннигия – Электрон – позитронная пара ( е- + е+) = 2 гамма
Дает два фотона при низких энергиях сталкивающихся е- и е+. При энергиях порядка сотен МЭВ, в процессе аннигиляции е- и е+ пары рождаются адроны.
|
|
| |
|
|
Скачать 5.18 Mb.