Цель работы: изучение закона радиоактивного распада с

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: N  N 0  e
  t
, где:
N0 – начальное число радиоактивных ядер; N – число нераспавшихся радиоактивных ядер;  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  
распада принимает вид: N  N 0  2

t
T
ln 2
, то закон радиоактивного
T
. 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:
1. Поместите в коробку большое число одинаковых монет, предварительно определив их
количество (N0).
2. 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).
3. 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).
4. Процедуру повторить несколько раз, заносить данные в таблицу:
Номер
выбрасывания
Число
нераспавшихся
радиоактивных
ядер
0
1
2
3
4
5
6
7
8
5. 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.
6. Сравнить полученное уравнение, описывающее кривую зависимости числа нераспавшихся
радиоактивных ядер (N) от номера выбрасывания с законом радиоактивного распада в
общем виде N  N 0  e

  t
, определить постоянную радиоактивного распада и по формуле
ln 2
определить период полураспада модельного радиоактивного вещества в
T
условных единицах.