Лабораторная работа
«Моделирование радиоактивного распада»
Цель работы: экспериментально изучить модель радиоактивного распада.
Описание работы
За промежуток времени, равный периоду полураспада Т, каждое из радиоактивных ядер может ра с вероятностью 1/2. Процесс радиоактивного распада можно моделировать подбрасыванием монеты, при котором с одинаковой вероятностью (1/2) выпадают «орёл» или «решка». Примем условно, что если выпадает «решка», то это означает, что ядро не распалось, а если «орёл», то распалось. Каждое подбрасывание монет соответствует промежутку времени, равному периоду полураспада.
Ход работы
1. Возьмите 128 (64) одинаковых монет (чем больше монет, тем точнее результаты опыта), осторожно встряхните их в банке и высыпьте на стол. Считайте, что «орел» - это ядра, которые распались, а «решка» - это ядра, которые не распались.
2. Подсчитайте количество ядер, которые распались и не распались.
3. Ядра, которые не распались, снова перемешайте в банке, высыпьте на стол и подсчитайте ядра, которые распались и не распались.
4. Повторяйте опыт, пока все ядра не распадутся.
5. Результаты измерений занесите в таблицу.
Количество бросаний n=t/T
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Количество нераспавшихся ядер, N

Количество распавшихся ядер, N'

Обратите внимание на то, что сумма N и N' всегда равна 128.
6. Постройте график зависимости количества не распавшихся ядер от n
8. Сделайте выводы из работы.

При движении свободных электронов в проводнике они сталкиваются на своем пути с положительными ионами, атомами и молекулами вещества, из которого выполнен проводник, и передают им часть своей энергии. При этом энергия движущихся электронов в результате столкновения их с атомами и молекулами частично выделяется и рассеивается в виде тепла, нагревающего проводник. Ввиду того что электроны, сталкиваясь с частицами проводника, преодолевают некоторое сопротивление движению, принято говорить, что проводники обладают электрическим сопротивлением. Если сопротивление проводника мало, он сравнительно слабо нагревается током; если сопротивление велико, проводник может раскалиться. Провода, подводящие электрический ток к электрической плитке, почти не нагреваются, так как их сопротивление мало, а спираль плитки, обладающая большим сопротивлением, раскаляется докрасна. Еще сильнее нагревается нить электрической лампы.
За единицу сопротивления принят ом. Сопротивлением 1 Ом обладает проводник, по которому проходит ток 1 А при разности потенциалов на его концах (напряжении) , равной 1 В. Эталоном сопротивления 1 Ом служит столбик ртути длиной 106,3 см и площадью поперечного сечения 1 мм2 при температуре 0°С. На практике часто сопротивления измеряют тысячами ом — килоомами (кОм) или миллионами ом — мегаомами (МОм) . Сопротивление обозначают буквой R ( r ).

Чтобы определить давление, надо силу, действующую перпендикулярно поверхности, разделить на площадь поверхности:

давление = сила / площадь.

Обозначим величины, входящие в это выражение: давление - p, сила, действующая на поверхность, - F и площадь поверхности - S.

Тогда получим формулу:

p = F/S

Понятно, что бóльшая по значению сила, действующую на ту же площадь, будет производить большее давление.

За единицу давления принимается такое давление, которое производит сила в 1 Н, действующая на поверхность площадью 1 м2 перпендикулярно этой поверхности.

Единица давления - ньютон на квадратный метр ( 1 Н / м2 ). В честь французского ученого Блеза Паскаля она называется паскалем (Па). Таким образом,

1 Па = 1 Н / м2 .

Используется также другие единицы давления: гектопаскаль (гПа) и килопаскаль (кПа).

1 кПа = 1000 Па;

1 гПа = 100 Па;

1 Па = 0,001 кПа;

1 Па = 0,01 гПа.

Пример. Рассчитать давление, производимое на пол мальчиком, масса которого 45 кг, а площадь подошв его ботинок, соприкасающихся с полом, равна 300 см2.

Запишем условие задачи и решим её.

Дано: m = 45 кг, S = 300 см2; p = ?

В единицах СИ: S = 0,03 м2

p = F/S,

F = P,

P = g·m,

P = 9,8 Н · 45 кг ≈ 450 Н,

p = 450/0,03 Н / м2 = 15000 Па = 15 кПа

'ответ': p = 15000 Па = 15 кПа