Top Banner
Fysik og Kemi Bo Damgaard Hans Lutken Anette Sønderup Peter Anker Thorsen
15

Atomfysik 9. klasse

Mar 03, 2016

Download

Documents

Henrik Elvang

Atomfysik 9. klasse
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Atomfysik 9. klasse

Fysik og Kemi

Bo Damgaard • Hans Lutken Anette Sønderup • Peter Anker Thorsen

Page 2: Atomfysik 9. klasse

Indholdsfortegnelse

4.1 Atom 48

4.2 Baggrundsstråling 1 49

4.3 Baggrundsstråling 2 50

4.4 Ioniserende stråler 51

4.5 Alfa-partikler 52

4.6 Alfa-partikler i luft 53

4.7 Beta-parlikler A 54

4.8 Beta-partikler B 55

4.9 Gamma-partikler A 56

4.10 Gamma-partikler B 57

4.11 Radioaktive nuklider 58

4.12 Radioaktivt støv 59 opgives ikke

4.13 Halveringstiden for barium A 60

4.14 Halveringstiden for barium B 61

4.15 Halveringstid og terninger A 62

4.16 Halveringstid og terninger B 63

4.17 Halveringstid 64

Page 3: Atomfysik 9. klasse

"""' '".• ••. • . • .• l .....

."

Atomet ". ... --- ............ ~

_ •. -~ " ' •• •.,~ . - r-r- ....•. . • •..• _ _

-: I .""""<~------Tjek din viden om atomet. ,," \

" \,I"

, " ll, ,• Atommasse måles i _ , ~---...."r---------I ,

J , , I

• Skriv navnene på partiklerne i atomet. , .c;<~~/~--------, I

I " \ I

• Hvad angiver tallene i den \ \

kernefysiske skrivemåde? \ , , ....

4

2 e • Tegn atomkernen til kulstof-isotopen l~ C.

• Hvor mange neutroner og protoner er der i Plutonium-isoLpen ' ;':Pu?

I

• Hvilken masse har ~; Cl? _

• En kulstof-isotop har 8 neutroner. :Skriv isotopen på den kernefysiske skrivemåde: ------7--­

!

• En uran-isotop har 146 neutroner. Skriv isotopen på den kernefysiske skrivemåde: --:--__

I • I atomkernen virker elektriske frastødningskræfter og kortrækkende kernekræfter.

Tegn og fortæl om disse kræfter.

Page 4: Atomfysik 9. klasse

Baggrundsstråling1 Mål baggrundsstrålingen i fysiklokalet.

~-----

I • Sørg for, at der ikke er nogen radioaktive kilder i nærheden,

som kan påvirke GM-røret.

• Anbring GM-røret, så den peger tilfældigt ud i lokalet.

• Mål baggrundsstrålingen i 10 sekunder.

• Gentag forsøget 5 gange, og noter resultaterne i skemaet.

Måling nr.

Impulser

• Find størsteværdien.

l 2 3 4 I 5

I i

I Find mindsteværdien.

Gennemsnit

_

• Slå højtaleren til, så I kan høre klikkene fra de registreredl impulser. Beskriv regelmæssigheden i den måde, impulserne kommh på?

I

I • Hvorfor varierer baggrundsstrålingen over korte tidsrum? l

I

Page 5: Atomfysik 9. klasse

.' ~., ...J.' ',

Baggrundsstråling 2 l I

Undersøg, hvordan baggrundsstrålingen varierer gennem en time.

- Pasco Interface - Computer - GM-rør - l stativ

• Tænd for interfacet og computeren. Start programmet Science Workshop. Slut GM-røret til Digital Indgang A. Vælg "GM-sensor Ny målemetode". Vælg "Filer" fra menuen. Vælg "Åbn". Find forsøget p9f1.sws.

• Sæt GM-røret fast i et stativ, så røret peger ud i lokalet.

Filen, som er åbnet i Science Workshop, registrerer baggrundsstrålingen hvert 10. sekund gennem en time.

• Analyser måleresultaterne.

Størsteværdi: _ Mindsteværdi: _

Gennemsnit:

• Udarbejd et histogram over måleresultaterne. Brug grafvinduet i Science Workshop eller et regneark. Hvad fortæller histogrammet om baggrundsstrålingen?

Page 6: Atomfysik 9. klasse

IPartikler medfart I-----------------+----------f---::~II 4.4 Ii i

. -:<~ : . ' " i" ' '-' -

Ioniserende stråler .... " .> 1

Undersøg, hvordan tælletaUet varierer gennem mange målinger.

- Pasco Interface - Computer - GM-rør - 1 stativ - 1 radioaktiv kilde

• Hent en radioaktiv kilde hos din lærer. Hvilken kilde har du fået? _

• Spænd kilden fast i stativet. Tænd for interfacet og computeren. I Start programmet Science Workshop. I Slut GM-røret til Digital Indgang A. Vælg "GM-sensor Ny målemetode". Vælg "Filer" fra menuen. Vælg .Åbn". I

Find forsøget p9f2.sws. I

I • Sæt GM-røret fast i et stativ, så rørets afstand til den radioaktive kilde er ca. 1 cm.

I Filen, som er åbnet i Science Workshop, registrerer de ioniserende stråler fra kilden hvert 10. sekund gennem en time.

• Analyser måleresultaterne.

Størsteværdi: Mindsteværdi: --;--_

Gennemsnit:

• Udarbejd et histogram over måleresultaterne. Brug grafvinduet i Science Workshop eller et regneark.

Hvad fortæller histogrammet om udsendelsen af ioniserende stråler fra en radioaktiv kilde?

Page 7: Atomfysik 9. klasse

Alfa-partikler I

Undersøg alfa-partiklers evne til at trænge igennem forskellige materialer.

- GM-rør - Alfa-kilde - Papirstykker - Hæfte - Bog - Aluminiumplader - Blyplader - Stativ til plader

I

• Find baggrundsstrålingen i 100 sekunder og divider med 10: _

I

Ii

• Anbring alfa-kilden ca. 1 cm fra GM-røret.Placer forskellige materialer mellem alfa-kilden og Glvl-røret,og undersøg, om alfa-partikler kan trænge gennem materialerne.

II

• Mål 5 gange i 10 sekunder, og noter resultaterne i skemaet.

Uden afskærmning

1. måling

2. måling

3. måling

4. måling

5. måling

Gennemsnit

Gennemsnit minus baggrund

Papir l lag

I

i

i

II

! Plastfilm Aluminium l lag 0,5 mm tykt

I I

!

,

i I

i I

!

!

II

Kilden udsender både alfa- og gamma-stråler. Gamma-stråler kan trænge gennem 1 mm aluminium.

• Hvad viser forsøgene om alfa-strålerne?

Page 8: Atomfysik 9. klasse

.- ~, }. - !

i. i

Alfa-partikler i luft Undersøg, hvor langt alfa-partikler kan bevæge sig i luft.

• Planlæg nogle målinger, der kan vise, hvor langt alfa-partiklerne bevæger sig fra alfa-kilden. I Tegn og beskriv, hvad du vil gøre.

• Gennemfør forsøget, og noter måleresultaterne.

• Hvad viser forsøget om alfa-partikler?

Page 9: Atomfysik 9. klasse

"~ <: . ;'. '" : ;'.'.''" .; (-: :,'. . ,/ v! . c .

Beta-partikler A ' ; , . , Undersøg beta-partiklers evne til at trænge igennem pa~ og papir.

I

• Du skal bruge de samme materialer som i øvelse 4.5, men alfa-kilden skal erstattes af en beta-kilde.

• Find baggrundsstrålingen i 10 sekunder. _

• Gennemfør en forsøgsrække, der viser, hvor gennemtrængende beta-partikler er. Hold hele tiden en fast afstand mellem kilden og GM-røret på f.eks. 5 cm. Kilde og GM-rør må ikke flyttes under forsøget!

• Mål for hvert materiale 5 gange i 10 sekunder, og noter resultaterne i skemaet. l

1. måling

Uden afskærmning

Papir 1 lag

I

I

I

Hæfte Bog

2. måling I: I

3. måling I

4. måling

5. måling

I I I

Gennemsnit

Gennemsnit minus baggrund

I

I

Page 10: Atomfysik 9. klasse

Beta-partikler B Undersøg beta-partiklers evne til at trænge gennem anare materialer.

Aluminium 0,5 mm

Aluminium 3mm

Glas i2mm

Plastik 3mm

Bly 2mm

1. måling I 2. måling I

I

3. målingI

4. måling \

5. måling I Gennemsnit I

I Gennemsnitminus baggrund

IIII I ,

• Hvad viser forsøget om beta-partikler?

Page 11: Atomfysik 9. klasse

. . -.. ", . ""

; : :<~ . '>.;.::.'- ~ -:" . ~- _:,:~~ t f >.<< ., ••1 • "f ."" ,V -'.'., . '. ' 1,< :.;, .

Gamma-partikler A Undersøg gamma-partiklers evne til at trænge igennemforskellige materialer.

I • Du skal bruge samme materialer og metode som i forsøg 4.7,

men beta-kilden skal skiftes ud med en gamma-kilde.

• Mål for hvert materiale og hver tykkelse 5 gange i 10 sekunder,og noter resultaterne i skemaet. I

I

Uden afskærmning

Papir l lag

I ,

Hæfte Bog

1. måling

2. måling

3. måling

4. måling

5. måling

Gennemsnit

Gennemsnit minus baggrund

• Mål tykkelsen på glas- og plastikpladen, og noter resultatel i skemaet. I

l. måling

2. måling

3. måling

4. måling

5. måling

Gennemsnit

Gennemsnit minus baggrund

Aluminium 0,5 mm

Aluminium 3mm

I

Glas mm

I I

I

I I I I

I I I

I I I

I I

I

I

Plastik mm

Page 12: Atomfysik 9. klasse

.:, . - , ' ·. .:' - .

'.~ " " i ,Gamma-partikler B : '.

Undersøg gamma-partiklers evne til at trænge gennem bly.

• Hvorfor er det relevant at undersøge, hvor mange lag bly gamma-partikleme kan passere igennem?

I

I I I

I

6 mm bly 8 mm bly

, l I

i i

1. måling

2. måling

3. måling

4. måling

5. måling

Gennemsnit

Gennemsnit minus baggrund

2 mm bly 4 mm bly

16 mm bly 10 mm bly 12 mm bly 14 mm bly

1. måling

2. måling

3. måling

4. måling

5. måling

Gennemsnit

Gennemsnit minus baggrund

• Hvad viser forsøget om gamma-partikler?

Page 13: Atomfysik 9. klasse

I . I

Radioaktive nuklider Hvad dannes, når et radioaktivt nuklid udsender en partikel,

I • Uran-isotopen 2~~ U er radioaktiv og udsender en alfa-partikel.

Beskriv reaktionen. I

238U ~ + 4He ~ 2

Hvad hedder det nye grundstof, der er dannet? --;. _

• Thorium-isotopen 2~~ Th er radioaktiv og udsender en alfaJtPartikel. Beskriv reaktionen.

232Th ~ 90 +

Hvad hedder det nye grundstof, der er dannet? --+ _

• Strontium-isotopen f Sr er radioaktiv og udsender en beta~partikel. Beskriv reaktionen. I

90 38 Sr ~ + e

Hvad hedder det nye grundstof, der er dannet? -------c-------­

• Jod-isotopen I;; I er radioaktiv og udsender en beta-partikJl. Beskriv reaktionen.

+ e

Hvad hedder det nye grundstof, der er dannet? +-- _

i

• Radon-isotopen 2~~ Rn er radioaktiv og udsender en alfa-partikel. Beskriv reaktionen.

222Rn ~ +86

Hvad hedder det nye grundstof, der er dannet? ..;-- _

I • Cobalt-isotopen ~~ Co er radioaktiv og udsender beta-partikler.

Beskriv reaktionen. I

60Co 27 +

IHvad hedder det nye grundstof, der er dannet? -:-- _

Page 14: Atomfysik 9. klasse

IPartiklermedfart I ,.-,--"-- T o- - . I

Halveringstidenf~ ;b~~i~;;~ .... .i

Find halveringstiden for barium-137, l~~Ba, der Udsendlr gamma-partikler.

Materialer

- GM-rør - Stativ - Reagensglas - Bariumkilde-generator

I~ ~ Ba er en åben radioaktiv kilde. Derfor må forsøget kun udføres af læreren.

• Klargør forsøgsopstillingen, og mål baggrundsstrålingen.

Mål i 100 sekunder _

På 10 sekunder er baggrundsstrålingen B = __+_­I

• Læreren "malker" generatoren med en udtræksvæske, som kan opløse barium. Væsken med 1 ~~Ba dryppes ned i et reagensglas, indtil der er ca. l cm i glasset. Derefter flyttes reagensglasset hurtigt over til GM-røren.

• Aktiviteten måles hvert halve minut. Tælling i 10 sekunder, pause i 20 sekunder. Tælling igen i 10 sekunder o.s.v.

• Noter måleresultaterne i skemaet.

Tid i min. O 1 2 1 l! 21 2! 3 3!

Impulser N I N-B I

Tid i min. 4 4! 5 5! 61 6! 7 7!

Impulser N I I

N-B I

I

Tid i min. 8 8! 9 9! I

10 I

IO! 11 Ilt

Impulser N I N-B

I

Page 15: Atomfysik 9. klasse

'~:'I::~ i n9st iden for bari~m~ Databehandling. I

• Afbild (N - B) i et koordinatsystem som vist.

l • Tegn en glat kurve gennem punkterne. Find bariums halveringstid ud fra grafen.

Halveringstiden aflæst fra grafen er _

• Sammenlign den fundne halveringstid med tabelværdien fbr bariums halveringstid.

Se side 70 i elevbogen. Bariums halveringstid er -;--I __

I • Hvad kan være årsagen til evt. afvigelser?