Состав и характеристика атомного ядра.
Атом(q=0)=электрон(нуклоны+Ze)+ядро(-Ze).
Общее их число в ядре А - массовое число.
Протоны.
q=+e; nпр=Z -число протонов.; mпр=1836*me
E=mc2; m=[а.е.м.]; 1а.е.м.=931 МэВ.; 1эВ=1,6*10-19 Дж.
mэл=0,511 МэВ.; mпр =938,2 МэВ.; S=1/2 -спин.
rяд.=1,2*10-13 A1/3 см
Нейтрон (не вносит вклада в заряд).
q=0; nн=A-Z -число протонов.; mн=2000*me
mн=939,5 МэВ; S=1/2
-любое
ядро имеет изотопы.
А- число нуклонов.
Изотопы- разновидность одного и того же элемента.
-
обычн
водор
(nпр=1;
nн=0);
-
дейтер (nпр=1;
nн=1);
-
трит (nпр=1;
nн=2).
Некоторые отличительные особенности ядерного взаимодействия.
1. Гравитационное; 2. Электромагнитное; 3. Сильное; 4. Слабое.
А). Силы короткодействующие (10-13).
r<1*10-13 см (на расстояниях, меньших). Силы притяжения заменяются на силы отталкивания.
r>2*10-13 см (на расстояниях, больших). Силы вообще не проявляются.
Б). Ядерные силы обладают свойством насыщения. На это указывает зависимость радиуса ядра от массового числа (rя=f(A)).
В). Ядерные силы обладают зарядной независимости: протон и нейтрон, 2 протона, 2 нейтрона взаимодействуют одинаково (не зависимо от заряда).
Г). Ядерное взаимодействие является сильным взаимодействием. Чтобы разбить ядро на образующие его нуклоны, необходимо совершить значительную работу.
В
соответствии с законом сохранения
энергии обратный
процесс – образование ядра,
- должен сопровождаться выделением
энергии, которая получила название
энергия
связи ядра
(
,
где
–
изменение массы нуклонов при образовании
ядра – дефект массы).
;
m=[а.е.м.]
;
-расч
форм для энергии связи.
Радиоактивность- самопроизвольное выделение энергии. Результат – ядерный процесс на уровне ядра.
Может идти тремя способами:
1.
-распад.
Поток ядер атомов гелия (
)
–
квантовый процесс.
2.
-распад.
Поток электронов (чаще встречающийся)
.
‘0’
означает, что в ядре электронов нет.
3.
-излучение.
Электромагнитное (световые, волновые
и квантовые свойства).
(рентгеновское
)
-больше
рентгеновского. Присутствует при всех
типах распада.
Схема
–распада.
Схема
–распада.
-превращение
нейтрона в протон.
-нейтрино.
Определили по спину: ½=½-½+½.
N -число радиоактивных ядер, оставшихся к моменту времени t.
N0 -начальное число радиоактивных ядер.
-постоянная радиоактивного распада (характеристика радиоактивного ядра).
Второй характеристикой ядра является период полураспада (T) – время, за которое распадается половина ядер.
Связь
между
и
периодом полураспада: