Вопрос: Эксперимент 
Моделирование процесса радиоактивного распада
Цель работы смоделировать процесс радиоактивного распада, выяснить его особенности, установить вероятностный характер закона радиоактивного распада.
Оборудование монеты, картонная коробка.
Примечание
Перед началом данного экспериментального задания обязательно изучите параграф учебника «Биологическое действие радиации. Закон радиоактивного распада». Важно помнить, что периодом полураспада Т называется промежуток времени, в течение которого исходное число радиоактивных ядер в среднем уменьшается вдвое. Согласно закону радиоактивного распада, за промежуток времени Т половина радиоактивных ядер (например, урана-235, тория-229 и других) распадается. Оставшиеся нераспавшимися ядра могут распасться в течение следующего периода полураспада с вероятностью х/у Этот процесс продолжается до полного распада всех ядер. Закон радиоактивного распада можно записать так: N =
Здесь n = t/ Т, где t — это время протекания процесса. При t = О все атомы еще не распались (N=N0), это начало отсчета времени. Г — период полураспада, п — число периодов полураспада, прошедших с начала отсчета времени.
Можно смоделировать процесс радиоактивного распада, воспользовавшись тем, что при бросании монеты она выпадает решкой (или орлом) с вероятностью х/г
Условимся считать, что каждая монета — это радиоактивный атом. В самом начале эксперимента все радиоактивные атомы еще не распались. Монета, после броска выпавшая решкой,
будет соответствовать распавшемуся атому, выпавшая орлом — нераспавшемуся атому.
Пусть сначала будет 100 «радиоактивных атомов» — монет. NQ = 100. В экспериментальном задании предлагается «проделать» 5 периодов полураспада {п = 5) и посмотреть, сколько атомов останется нераспавшимися спустя это время. Для этого первоначально надо бросить 100 монет и посмотреть, сколько из них выпало орлом, и сколько решкой, и записать результат. Далее бросать только «нераспавшиеся атомы» — монеты, выпавшие орлом. Каждая серия бросков монет будет соответствовать времени, равному одному периоду полураспада. Всего надо провести 5 серий бросков, они соответствуют п. = 5. Вместо бросков ста монет можно сделать сто бросков одной и той же монеты, поскольку результат броска в обоих случаях подчиняется одной и той же вероятности.
Ход работы
1- Бросайте монету в коробку, результат броска (орел или решка) отмечайте. В этой серии бросков (п = 1) всего надо сделать 100 бросков.  
2. После 100 бросков посчитайте число нераспавшихся атомов (число ситуаций, когда монета выпала орлом). Результат запишите во вторую строку таблицы:
3. Выполните серию бросков п = 2. Для этого бросайте монету в коробку столько раз, сколько в предыдущей серии бросков выпал орел (сколько атомов у вас осталось нераспавшимися). Результат запишите в таблицу.
Повторите аналогичные действия для серий п = 3, п = 4, п = 5. В каждой серии делайте столько бросков, сколько раз монета выпала орлом в предыдущей серии (сколько атомов у вас осталось нераспавшимися). Результаты запишите в таблицу.
5. Используя закон радиоактивного распада, посчитайте число не-распавшихся атомов
Результаты вычислений внесите в третью строку таблицы.
Сравните число нераспавшихся атомов N в эксперименте (вторая строка таблицы) и вычисленное значение числа нераспавшихся атомов N (третья строка таблицы). Поясните различие.
7. Почему в строчке вычисленных значений Nb встречаются дробные числа? Может ли радиоактивный атом распасться наполовину?  
8. Сравните свою таблицу с таблицей соседа по парте (если работа выполняется парами, то с таблицей соседей). Какие числа в таблицах различаются и почему так получилось?
9. Почему в модельном эксперименте с монетами распадалась не точно половина атомов после интервала времени, равного периоду полураспада? Означает ли это факт, что закон радиоактивного распада неверен?
10. Что надо изменить в модельном эксперименте с монетами, чтобы распадалась точно половина атомов после периода полураспада? Для какого числа атомов справедлив закон радиоактивного распада?
Категория: школьный раздел
Ответы:
ответ к заданию по физике