Номер 803, страница 120 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер. Модели атомов. Поглощение и испускание света атомами. Радиоактивные превращения атомных ядер. Закон радиоактивного распада - номер 803, страница 120.

Условие.

803. Почему непрерывно светятся в темноте циферблаты некоторых часов, компасов?

Решение.

Непрерывное свечение циферблатов некоторых часов и компасов в темноте обусловлено явлением радиолюминесценции. На цифры и стрелки таких приборов наносят специальный светосостав постоянного действия, который состоит из двух ключевых компонентов:

1. Небольшое количество радиоактивного изотопа.

2. Люминофор – вещество, способное светиться под действием ионизирующего излучения (например, сульфид цинка, легированный медью).

Процесс происходит следующим образом: радиоактивный изотоп самопроизвольно распадается, испуская альфа- или бета-частицы. Эти частицы обладают высокой энергией и, попадая на кристаллы люминофора, вызывают их возбуждение, то есть переводят электроны в атомах на более высокие энергетические уровни. Почти мгновенно электроны возвращаются в свое стабильное состояние, излучая при этом избыток энергии в виде фотонов видимого света. Поскольку радиоактивный распад является непрерывным процессом, который не зависит от внешних источников энергии (таких как свет для зарядки), то и свечение циферблата происходит постоянно и длится годами, пока активность радиоактивного изотопа не уменьшится значительно (период полураспада). Исторически для этих целей использовали соли радия-226, но из-за его высокой радиотоксичности его заменили на более безопасные изотопы, такие как тритий ($_{1}^{3}H$) или прометий-147.

Ответ: Свечение вызвано явлением радиолюминесценции. Специальная краска на циферблате содержит смесь радиоактивного вещества и люминофора. Частицы, испускаемые при распаде радиоактивного вещества, непрерывно бомбардируют люминофор, заставляя его постоянно светиться без необходимости в «зарядке» от внешнего источника света.