166. Каков физический смысл квантовых чисел?

Главное квантовое число определяет энергетические уровни электрона в атоме и может прини­мать любые целочисленные значения начиная с единицы: Момент импульса (ме­ханический орбитальный момент) электрона также квантуется и принимает дискретные зна­чения, определяемые формулой , где — орбитальное квантовое число, которое при заданном принимает значения , т. е. всего значений, и определяет мо­мент импульса электрона в атоме. Вектор момента импульса электрона может иметь лишь та­кие ориентации в пространстве, при которых его проекция на направление внешнего магнит­ного поля принимает квантованные значения, кратные : , где — магнитное квантовое число, которое при заданном может принимать значения , т. е. всего значений. Т.о., магнитное квантовое число определяет проекцию вектора момента импульса электрона на заданное направление, причем вектор момента импульса электрона в атоме может иметь в пространстве ориентаций.

167. Сформулируйте принцип Паули.

Спин электрона - квантовая величина, которая характеризует состояние электрона в атоме. Сим­метрия или антисимметрия волновых функций определяется спином частиц. В зависимости от характера симметрии все элементарные частицы и построенные из них системы (атомы, молекулы) делятся на два класса. Частицы с полуцелым спином (например, электроны, протоны, нейтроны) описываются антисимметричными волновыми функциями и подчиняются статистике Ферми — Дирака. Эти частицы называются фермионами. Принцип Паули: в атоме не существует двух одинаковых фермионов. Фермионы могут распределяться в атоме так, что они отличаются друг от друга хотя бы одним квантовым числом.

168. Состав и характеристики атомного ядра.

Атомное ядро состоит из элементарных частиц — протонов и нейтронов. Протон имеет поло­жительный заряд, равный заряду электрона, и массу покоя m_p = 1,6726 10^{- 27} кг 1836 т_е, где т_е — масса электрона. Нейтрон - нейтральная частица с массой покоя т_п=1,6749 10^{- 27} кг 1839 т_е. Протоны и нейтроны называются нуклонами. Общее число нуклонов в атомном ядре называется массовым числом А. Атомное ядро характеризуется зарядом Ze, где Z — зарядовое число ядра, равное числу протонов в ядре и совпадающее с порядковым номером химического элемента в Периодической системе элементов Менделеева. Ядро обозначается тем же символом, что и нейтральный атом: , где X — символ химического элемента, Z — атомный номер (число протонов в ядре), А — массовое число (число нуклонов в ядре).

169. Масса и энергия связи нуклонов в ядре.

Масса ядра меньше, чем сумма масс составляющих его нуклонов.

Энергия, которую необходимо затратить, чтобы расщепить ядро на отдельные нуклоны, называется энергией связи ядра.

, где , , -соответственно массы протона, нейтрона и ядра.

170. Радиоактивность, закон радиоактивного распада.

Радиоактивность – способность некоторых атомных ядер самопроизвольно превращаться в дру­гие ядра с испусканием различных видов радиоактивных излучений и элементарных частиц.

Радиоактивный распад - естественное радиоактивное превращение ядер, происходящее самопроизвольно.

Закон радиоактивного распада: число нераспавшихся ядер убывает со временем по экспоненциальному закону.

, где — начальное число нераспавшихся ядер (в мо­мент времени ),

— число нераспавшихся ядер в момент времени t, - постоянная для данного радиоактивного вещества величина, называемая постоянной радиоактивного распада.

7