167. Сформулируйте принцип Паули.

В пределах одной квантовой системы в данном квантовом состоянии может находиться только одна частица, состояние другой должно отличаться хотя бы одним квантовым числом.

168.Состав и характеристики атомного ядра.

Физическими экспериментами и расчетами показано, что атомное ядро имеет сложную структуру.

Протонно-нейтронная модель строения ядра: ядро состоит из протонов и нейтронов, которые называют ядерными частицами – нуклонами.

Массы этих частиц, практически, равны , заряд протона положительный и равен по модулю заряду электрона, нейтрон не имеет электрического заряда.

Общепринятое обозначение ядра , где A – называется массовым числом, Z- называется зарядовым числом .

Физический смысл массового числа в том, что оно равно:

1)массе атомного ядра в атомных единицах массы (округленной до целых);

2)общему числу нуклонов в ядре A=Z+N, где Z- число протонов, N- число протонов.

Физический смысл зарядового числа в том, что оно равно:

1)числу протонов в ядре;

2)числу электронов в нейтральном атоме;

3)номеру соответствующего химического элемента в периодической системе Менделеева.

Изотопами называются ядра с одинаковым числом протонов и различным числом нейтронов. Атомы различных изотопов одного химического элемента имеют равные заряды ядер, и, соответственно, одинаковое строение электронных оболочек, поэтому обладают одинаковыми химическими свойствами, но из-за различных масс - различными физическими свойствами.

Для водорода известны три изотопа: водород - , дейтерий - , тритий - .

169. Масса и энергия связи нуклонов в ядре.

Энергией связи атомного ядра W_cв называется энергия, которую необходимо затратить для того, чтобы разделить ядро на составляющие его нуклоны.

Удельной энергией связи называется отношение энергии связи ядра к числу нуклонов в ядре .Удельная энергия связи нуклонов в различных ядрах неодинакова. С ростом массового числа она увеличивается от 1,1Мэв/нуклон у дейтерия, до 8,8МэВ/нуклон у железа, а затем при росте массового числа уменьшается до значения 7,6МэВ/нуклон для урана.

Установлено, что масса ядра меньше суммарной массы составляющих его нуклонов.

Дефектом масс ядра называется разность между массой ядра и общей массой составляющих его нуклонов: .

Наличие дефекта масс обусловлено тем, что при разделении ядра на нуклоны, энергия системы увеличивается за счет получения энергии связи, а, по соотношению, Эйнштейна энергия и масса системы неразрывно связаны, поэтому .

Энергия соответствующая одной атомной единице массы, если взять более точные значения 1.а.е.м.=1,6606*10^-27кг и с=2,996*10⁸м/с, равна :

Поэтому, если при расчете энергии связи массы ядра, нейтрона и протона, соответственно дефект масс берут в а.е.м., то .

170. Радиоактивность, закон радиоактивного распада.

Естественной радиоактивностью называется явление самопроизвольного распада ядер, в результате которой образуются новые ядра и испускаются различные виды излучений Альфа- распадом называется самопроизвольный распад ядра на альфа-частицу и какое-либо ядро.

Альфа распад можно объяснить короткодействием и насыщенностью ядерных сил. В больших ядрах на четыре нуклона на краю ядра действуют слабые ядерные силы и под действием электрических сил альфа -частица вылетает

Бета-распадом называется самопроизвольный распад ядра, в результате которого образуется бета-частица, которая является электроном. Предполагается, что электрон образуется в ядре в результате превращения нейтрона в протон и электрон:

Гамма- излучение представляет собой электромагнитное излучение высокой частоты. Если при радиоактивном распаде часть выделяющейся энергии пошла на возбуждение образующегося ядра, то при переходе ядра в стационарное состояние испускаются гамма-кванты

Периодом полураспада Т называется время, в течение которого распадается половина начального количества ядер N₀. Постоянной полураспада называется величина .

Закон радиоактивного распада определяет число не распавшихся ядер за время t : , где N₀ – число ядер в момент начала отсчета времени