7. Этапы занятия и контроль их усвоения

№ п/п	Этапы занятия	Формы и методы проведения каждого этапа	Формы контроля усвоения, уровни усвоения	Примерное время
1	2	3	4	5
1	Вводная часть •Организационный момент • Мотивация • Цепи занятия	Ответы при собеседовании по вопросам самоподготовки	Проверка домашней записи в рабочей тетради и вербального отчёта по вопросам	40 минут
2	Основная часть занятия Актуализация опорных знаний (контроль исходного уровня знаний) Формирование новых знаний, умений и навыков, применение их на практике	Студенты дают объяснения хода работы при подготовке определения количества квантов излучения, определяемых радиометром Знакомство с аппаратурой Алгоритм работы- определение количества импульсов, регистрируемых радиометром Построение графиков зависимости количества импульсов тока, равных количеству квантов излучения, от толщины слоя металлов Студенты строят графики с последующим расчётом коэффициента поглощения излучения металлами и самостоятельными выводами	Пошаговые проверки усвоения информации вопросами по фрагментам: - блок схема радиометра для определения поглощения излучения металлами - пропускание излучения через слой металла - определение разности импульсов тока регистрируемых радиометром и и импульсов тока фонового излучения - равенство количества импульсов тока количеству квантов излучения, регистрируемых радиометром	80 минут
3	Заключительная часть •Заключительный контроль • Подведение итогов • Домашнее задание	Тестирование (Опрос на компьютере)	Результирующая оценка уровня усвоения знаний	30 минут 20 минут 10 минут

Электромагнитное ионизирующее излучение

Ионизирующее излучение – это излучение, при воздействии которого на вещество происходит возбуждение и ионизация атомов. Возбуждение атомов происходит уже при поглощении видимого и ультрафиолетового света веществом, когда возможен переход электрона (одного или нескольких) на более удаленные от ядра энергетические уровни. При обратном переходе электронов на невозбужденные уровни происходит излучение квантов видимого света (люминесценция).

В том случае, когда энергия кванта излучения (Е=hν) превышает работу выхода электрона из атома или молекулы (Аu), то при поглощении излучения веществом из атома или молекулы выходит электрон, что приводит к образованию положительного иона. Свободный электрон может быть подсоединен к нейтральному атому или молекуле, в результате чего образуется отрицательный ион.

Если энергия кванта излучения, поглощаемого веществом, значительно превышает работу выхода электрона из атома или молекулы (Е > > Аu), то выходящий из атома или молекулы электрон может обладать достаточной кинетической энергией, чтобы выйти за приделы вещества. В дальнейшем он может самостоятельно ионизировать встречающиеся на пути атомы или молекулы, образуя лавину электронов.

Таким образом электромагнитное излучение может быть отнесено к ионизирующему, если энергия кванта излучения Е превышает работу выхода электрона из атома (или молекулы), то есть Е > Аu. На шкале электромагнитных волн этому требованию отвечает рентгеновское излучение и гамма-излучение.

В радиационной биологии и радиационной физике единицей энергии ¹излучения служит обычно электрон-вольт (эВ). ²1эВ = 1,6∙10^-19 Дж К ионизирующим излучениям относятся рентгеновские лучи и γ – излучение. Они занимают крайнее место в спектре электромагнитных волн.

Гамма – излучение

Гамма – излучение представляет собой коротковолновое электромагнитное излучение (λ < 0,1 нм), которое испускается возбужденными атомами ядрами в процессе радиоактивных превращений и ядерных реакций. Ядро, так же как и атом, является квантово - механической системой с дискретным набором энергетических уровней. Гамма-квант с энергией hν излучается при переходе ядра с возбужденного уровня Е₂ на более устойчивый энергетический уровень Е₁:

Е₂ – Е₁ = hνγ

При радиоактивном распаде ядер обычно излучается γ – лучи с энергией от 10 кэВ до 5МэВ, а при ядерных реакциях – до 20 МэВ.

Лабораторная работа Цель работы:

Выявить зависимость поглощающей способности металлов от их порядкового номера.

Для этого необходимо:

1. определить толщину слоя половинного ослабления для металлов Al, Fe, Pb.

2. рассчитать коэффициент ослабления для каждого из металлов.

Приборы и оборудование:

1. *Источник радиоактивного излучения ( кобальтовая пушка ).

2. Радиометр.

3. Пластины металла, поглощающие излучение.

Ход работы: 1. После запуска программы на компьютере необходимо перейти в режим выполнения работы. 2. Изучите элементы управления программой. 3. Запишите в таблицу №2 вариант задания и энергию кванта излучения. 4. Выполните измерение натурального фона Nф ( задвижка кобальтовой пушки должна быть закрыта!) (клавиша F9 ). Запустите с помощью клавиши << Enter >> пересчетное устройство. 5. Откройте задвижку кобальтовой пушки ( клавишей F9 ) и выполните измерение N0 в отсутствии поглащающих пластин, аналогично запустив с помощью клавиши << Enter >> пересчетное устройство. 6. Выполните измерение числа импульсов Nd, изменяя толщину различных металлов Pb, Fe, Al, наложением пластин на счетчик Гейгера–Мюллера. Наложение пластин осуществляется клавишей <<Insert>>, а снятие – <<Delete>>. Последовательный переход от одного металла к другому металлу осуществляется клавишей <<F3>>. ( Только после полной программы измерений предыдущего металла ). 7. Постройте по результатам измерений графики зависимости числа импульсов от толщины слоя для разных металлов Nв = f(d). 8. Определите из графиков коэффициенты поглощения и толщину слоя половинного ослабления для Pb, Fe, Al. 9. Сделайте выводы по результатам исследования.

Мощность источника излучения МэВ
Фоновое излучения, импульсов Nф
М е т а л л ы
Толщина слоя d, мм
	Nd	Nd - Nф	Nd	Nd -Nф	Nd	Nd -Nф
0
6
12
18
24
30
36
42
48
54
60
График:
Выводы:

Контрольные вопросы преподавателя:

1. Определение энергии кванта излучения.

2. Определение длины волны λ по частоте излучения ν

3. Определение кинетической энергии электронов для фотоэффекта и эффекта Комптона.

4. Что представляет собой образование пары электрон-позитрон?

5. Вывести формулу для слоя половинного ослабления.

6. Дать определение массового коэффициента ослабления излучения.

1

2