Wiązka zadań
Licznik Geigera-Müllera
Zadanie
Licznik Geigera-Müllera został zaprojektowany w celu wykrywania cząstek α (alfa), jednak reaguje on również na cząstki β (beta), na promieniowanie γ (gamma), promieniowanie rentgenowskie, a nawet na wysokoenergetyczne fotony światła widzialnego. Każdy z powyższych rodzajów promieniowania powoduje powstanie w liczniku sygnału elektrycznego. Urządzenie nie pozwala jednak na ustalenie, jaki rodzaj promieniowania wygenerował ten sygnał.
W pewnym laboratorium badano próbkę materiału, wykazującą właściwości promieniotwórcze. Zanim poddano materiał testom, określono poziom sygnału z licznika Geigera-Müllera w pomieszczeniu. Następnie przyniesiono próbkę i zbliżono do licznika. Stwierdzono wówczas, że sygnał uległ wzmocnieniu. Okazało się jednak, że sygnał powracał do wartości początkowej zawsze, gdy pomiędzy próbką a licznikiem umieszczano kartkę papieru. Na podstawie obserwacji można stwierdzić, że mogło to być promieniowanie:
| Rodzaj promieniowania | Tak / Nie |
| 1. Alfa | `square` Tak / `square` Nie |
| 2. Beta | `square` Tak / `square` Nie |
| 3. Gamma | `square` Tak / `square` Nie |
Poprawna odpowiedź
1. T, 2. N, 3. N
Wymaganie ogólne
3 Wskazywanie w otaczającej rzeczywistości przykładów zjawisk opisywanych za pomocą poznanych praw i zależności fizycznych.
Wymaganie szczegółowe
3.3 Fizyka jądrowa. Uczeń wymienia właściwości promieniowania jądrowego ?, ?, ? opisuje rozpady alfa, beta (wiadomości o neutrinach nie są wymagane), sposób powstawania promieniowania gamma posługuje się pojęciem jądra stabilnego i niestabilnego
Komentarz
Zadanie sprawdza umiejętność analizy tekstu i wnioskowania na jego podstawie z wykorzystaniem nabytej wiedzy z zakresu fizyki jądrowej.
W zadaniu opisany jest licznik Geigera-Müllera, służący do wykrywania promieniowania elektromagnetycznego i będący wyposażeniem wielu szkolnych pracowni fizycznych Pytanie postawione w zadaniu dotyczy trzech podstawowych rodzajów promieniowania jądrowego: a, b, g, (alfa, beta, gamma). Są to odpowiednio jądra helu o ładunku 2 protonów (promieniowanie a) wiązki elektronów (promieniowanie b ) i wysokoenergetyczne wiązki fotonów (promieniowanie g ). Dwa ostatnie niosą ze sobą bardzo dużą energię i przez to są bardziej przenikliwe i trzeba użyć ołowianych osłon aby je zatrzymać. Natomiast promieniowanie alfa, najmniej energetyczne, może być skutecznie hamowane przez cienką folię lub kartkę papieru. Z treści zadania wynika, że materiał promieniotwórczy emitował promieniowanie alfa, gdyż wystarczyła kartka papieru aby je zablokować. Nie mogły to być żadne z pozostałych wysokoenergetycznych cząstek, gdyż obydwie wiązki przenikają przez kartkę papieru.
Zadanie wykorzystano w badaniu próbnym, w którym uczestniczyli uczniowie klas drugich liceum ogólnokształcącego. Całe zadanie zostało prawidłowo rozwiązane przez 51% badanych. Poszczególne punkty przedstawiały się następująco:
1. Niecałe ¾ uczniów (74%) poprawnie wywnioskowało, że materiał emituje promieniowanie alfa, które jest zatrzymywane przez kartkę papieru.
2. Około 68% badanych zaprzeczyło, jakoby badany materiał wysyłał promieniowanie beta.
3. Prawie 69% uczniów poprawnie wywnioskowało, że nie jest to materiał gamma promieniotwórczy.
Zważywszy, że wszystkie trzy podpunkty wymagały wyboru jednej opcji z dwóch podanych, wyniki wskazują na wysoką szansę losowego trafienia. Zatem, można wnioskować, że uczniowie liceum ogólnokształcącego nie posiadają szerokiej wiedzy z promieniotwórczości i istnieje potrzeba jej pogłębienia na lekcjach fizyki. Praktycznie każdy zetknie się w życiu z badaniami radiologicznymi (np. prześwietlenie rentgenowskie) i wiedza o potrzebie ochrony radiologicznej może się przydać.
Utwór powstał w ramach projektu "Badanie jakości i efektywności oraz instytucjonalizacja zaplecza badawczego” współfinansowanego przez Unię Europejską ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
"Masz uwagi do treści? Uważasz, że zawiera błąd? Napisz na bnd@ibe.edu.pl
