Meghatározása az állandó radioaktív bomlás instabil izotópok
Lab № 1
Meghatározó távolságokat a galaxisok vöröseltolódás "
Jelenleg szerint a csillagászati megfigyelések megbizonyosodtak arról, hogy az univerzum egy nagyszabású homogén, azaz hatálya alá tartozó területeken terjedő méretben 300 millió. fényév és hosszabb ugyanúgy néz ki. Kisebb mértékben az univerzumban vannak olyan területek, ahol a galaxisok található, és éppen ellenkezőleg, a semmibe, ahol nem elég nekik.
Galaxy rendszere a csillagok a közös eredet és a kapcsolódó erőivel a vonzás. A galaxis, amelyben a Nap - a Tejút
Távolsága égi objektumok a csillagászat meghatározása aszerint közel vagy távol a bolygónkon, ezek a tárgyak. A világűrben döntött, hogy a következő egységek távolság mérése:
1 AU (csillagászati egység) = (149 597 870 2) km;
1 db (parszekre) = AU 206.265 = 3,086 · m;
1 év (Fényév) = 0,307 db = 9,5 Nm.
Egy fényév - az utat, hogy a fény egy év alatt.
Ebben a cikkben azt javasoljuk meghatározására szolgáló eljárás távolságok messze galaxisok vöröseltolódás ", azaz hogy növelje a hullámhossz spektrumának a sugárforrás távoli megfigyelt képest a megfelelő hullámhossz a vonalak a referencia spektrumok.
Fényforrás alatt, hogy megértsék a sugárzás távoli galaxisok (a legfényesebb csillag vagy köd gáz és por őket). „Red shift” - eltolódása a spektrális vonalak a spektrumok a kémiai elemek teszik ki ezeket a tárgyakat, a hosszabb hullámhosszak (piros) oldalán, szemben a hullámhosszak a spektrumok a referencia elemek a Földön. „Vöröseltolódás” annak köszönhető, hogy a Doppler-effektus.
A Doppler-hatás, hogy a sugárzás küldött a forrástól távolodva a helyhez kötött vevő, akkor fogadható el, mint egy hosszabb hullámhosszú, mint sugárzással azonos helyhez kötött forrás. Ha a forrás megközelíti a vevő, a hullámhossza a felvett jel, ellentétben, csökkenni fog.
1924-ben, a szovjet fizikus Aleksandr Fridman azt jósolták, hogy az univerzum tágul. A jelenleg rendelkezésre álló adatok azt mutatják, hogy az evolúció a világegyetem kezdődött a Big Bang.
Mintegy 15 milliárd évvel ezelőtt az univerzum egy pont
(A hívott pont szingularitás), amely a nehézségi erő hatására a legerősebb ott, nagyon magas hőmérséklet és sűrűségű alkalmazhatatlanná ismert fizika törvényei. Az elfogadott modell az univerzum most kezd duzzadni a pont a szingularitás növekvő gyorsulás.
1926-ban a kísérleti bizonyíték az az univerzum tágulását érkezett. Amerikai csillagász E. Hubble, a vizsgálatban egy teleszkóp a spektrumokat a távoli galaxisok, felfedezte a vörös eltolódás spektrális vonalak. Ez azt jelentette, hogy a galaxisok távolodnak egymástól, és olyan sebességgel növekszik a távolság. Hubble épített közötti lineáris összefüggés a távolság és a sebesség, társított a Doppler-effektus (a Hubble törvény):
ahol r - közötti távolság galaxisok;
v - sebessége galaxisok;
c - a fénysebesség vákuumban;
H a Hubble állandó;
Z - vörös eltolódás a hullámhossz, azaz kozmológiai tényező.
Hubble állandó értéket H függ az eltelt idő kezdetétől a világegyetem tágulásának a mai napig, és nem változik a tartományban 50-ról 100 km / s · Mpc. Az asztrofizika, jellemzően N = 75 km / s · Mpc.
A pontosság meghatározására Hubble állandó 0,5 km / s · Mpc.
Z vörös eltolódás a hullámhossz adja meg:
ahol - a sugárzás hullámhossza által vett;
- a sugárzás hullámhossza által kibocsátott az objektumot.
Így, hogy mérjük a nagysága elmozdulás a vonalak, például ionizált hidrogén (H +) a látható spektrumban, hogy lehetséges, hogy megfigyelhető a Galaxy föld határozzuk általános képletű (1,2) annak vörös eltolódás Z és, használva a törvény Hubble (1.1) kiszámításához a távolság neki vagy eltávolítási arány
Az, hogy a teljesítmény
1. Hívja program „meghatározása távolságok a galaxisok az asztalon. A monitoron megjelenik a világegyetem része kilenc különböző galaxisok megfigyelt a Föld felszínét. A tetején a képernyőn megjelenik a spektrum látható fény és a hullámhosszak marker ionizált hidrogén H +.
2. Vigye a kurzort a Galaxy, mondta a tanár, majd kattintson a gombra.
3. Írja a táblázat mérési hullámhossz és # 955;. kibocsátott ettől a Galaxy eltávolítás során.
4. Határozza meg az értéket a vörös eltolódás a Galaxy képletű (1,2), majd kiszámítja vagy annak mozgó v sebességgel, vagy annak r távolság képletek (1.3). Beállítása, hogy egy tanár.
5. A képletek (1.4) és (1.5) kiszámításához a hiba # 916; v és # 916; r:
2. Mi az úgynevezett kozmológiai vöröseltolódás?
3. Mi a Doppler-effektus?
4. Írjuk fel a Hubble törvény.
5. Melyek a tapasztalati tények már bizonyított az univerzum tágulását?
Lab № 2
Meghatározása az állandó radioaktív bomlás instabil izotópok
Meghatározása a radioaktív bomlási állandója a mért felezési idő és az atomok számát nem törött.
A Toms néhány elemek spontán módon (önmagukban) szétesik, egyre egyidejűleg a atomok más elemek. Ez a képesség az úgynevezett természetes radioaktivitás.
A törvény alapján, amely csökkenti az atomok számát nem törött elem az úgynevezett bomlási törvény és annak matematikai kifejezést a következő:
ahol N - atomok száma nem törött t időpontban;
Nem - a atomok száma a kezdeti t = 0 időpontban;
# 955; - a radioaktív bomlási állandó.
A bomlási atommagok előfordul kétféle radioaktív folyamat:
1) # 945; - bomlási kapcsolódó sugárzással # 945; - részecskék: kétszer
ionizált hélium atomok, pozitív töltésű.
2) # 946; - bomlási társított negatív elektronsugárzás
vádolta, hogy azon időpontban keletkezik, az összeomlás.
Ezeket a folyamatokat kíséri # 947; - sugárzás képviselő elektromágneses hullámok nagyon rövid hullámhosszú. Az az idő, amely alatt elbomlik a fele a atomok nevezzük felezési idő T. Ez együtt jár a radioaktív bomlási állandó:
Az, hogy a teljesítmény
Kattintson az egér gombját az ikonra meghatározása radioaktív bomlási állandó a számítógép asztalán. A képernyőn megjelenik a mag, hogy megy a természetes radioaktív bomlás. Ő kíséri a kibocsátási # 946; - a részecskéket (elektronok), # 945; - a részecskéket (kétszeresen ionizált hélium atomok) és az elektromágneses # 947; - sugárzás. Miután a részecskéket eltávolítjuk ki a képernyőn, van függvényében ábrázoltuk t.
Ez egy egyenes vonal kezdve a származási. Megjegyezzük, hogy a t = 0, a szám nem esik szét atomok N = N0. és egy idő után a szám nem esik szét atomok csökken 2-szer. Ez a pont jelöli a grafikonon pontozott vonal megfelel annak az időnek, és a felezési ideje T.
1. Határozza meg az árát elosztjuk az időskálán a labilis izotóp. A számítógép generál egy véletlen idő érték, és ezek szinte soha nem ugyanaz.
2. Határozza meg a felezési izotóp T ütemezett időben egységek a skála, és rögzíti az értéket a dimenzió táblázatban.
3. A képlet szerint (2.2) kiszámításához az állandó radioaktív szétesési L és írja be a mérési táblázatot.
4. Kap egy feladatot a tanár: milyen időben meg kell határoznia az atomok száma az izotóp ne okozzon zavart.
5. A képlet szerint (2.1) értékének kiszámításához az atomok számát nem bomlik N, feltételezve, hogy a kezdeti időben volt egy mol az atomok számát az ott N0 = 6,02 * 23 okt mol -1.
6. Az eredmény a két kell Válasz: a radioaktív bomlási állandója és az atomok száma nem törött a t időpontban (ez a Tutor).