6) Какие частицы составляют ядро атома, каковы его размеры? Как это было установлено?

Атомное ядро сост. из нейтронов и протонов, которые объединяются словом нуклон. Протоны- это элементарные частицы, которые являются ядрами атомов легчайшего элемента - водорода. Число протонов в ядре = порядковому номеру элемента в таблице Менделеева и обозначается Z (число нейтронов - N). Протон имеет положительный электрический заряд и состоит из 2-х u-кварков и одного d-кварка. Он имеет конечные размеры порядка 10-13 см. Электрический заряд нейтрона=0. Нейтрон состоит из одного u-кварка и 2-х d-кварков. Свободный нейтрон распадается на электрон, протон и электронное антинейтрино. В ядре нуклоны связаны ядерными силами. Кварк - частица с дробным электрическим зарядом.

В 1920г. Резерфорд начал облучать азот альфа-частицами, в результате чего он получил ионы водорода с одним зарядом, которые еще в 1914г. Марсден назвал протонами. Позже, в 1921-22 г.г. Резерфорд и Чэдвик облучили бериллий, в результате чего обнаружились частицы с массой протона без заряда, которые Чэдвик назвал нейтронами.

7) Как происходит в организмах процесс биосинтеза?

Процесс биосинтеза протекает обычно следующим образом. В цитоплазме клетки каждая аминокислота «активируется» в реакции с АТФ, а затем присоединяется к концевой группе молекулы рибонуклеиновой кислоты, специфичной именно для данной аминокислоты. Эта сложная молекула связывается с небольшим тельцем, т.н. рибосомой, в положении, определяемом более длинной молекулой рибонуклеиновой кислоты, прикрепленной к рибосоме. После того как все эти сложные молекулы соответствующим образом выстроились, связи между исходной аминокислотой и рибонуклеиновой кислотой разрываются и возникают связи между соседними аминокислотами – синтезируется специфичный белок. Процесс биосинтеза поставляет белки не только для роста организма или для секреции в среду. Все белки живых клеток со временем претерпевают распад до составляющих их аминокислот, и для поддержания жизни клетки должны синтезироваться вновь.

8) Каковы источники энергии звезд? Какие процессы поддерживают "жизнь" звезд? Дайте представление об эволюции обычных звезд и красных гигантов и поясните процессы., происходящие в их недрах. Какова перспектива эволюции Солнца?

Все небесные тела можно разделить на испускающие энергию (звезды) и не испускающие (планеты, кометы, метеориты, космическая пыль). Энергия звезд генерируется в их недрах ядерными процессами при температурах, достигающих десятков млн. градусов. Эти процессы сопровождаются выделением особых частиц огромной проницающей способности – нейтрино. Источником солнечной энергии являются термоядерные реакции превращения водорода в гелий.. Звезда класса Солнца в конце эволюционного цикла, когда весь водород истрачен в термоядерных реакциях, сжимается при сохранении прежней массы и превращается в белого карлика – звезду, имеющую относительно высокую поверхностную температуру и низкую светимость.

Звездная эволюция

Физические закономерности, связывающие наблюдаемые характеристики звезд, отражаются на диаграмме цвет-светимость - диаграмме Герцшпрунга – Ресселла , на которой звезды образуют отдельные группировки - последовательности: главную последовательность звезд, последовательности сверхгигантов, ярких и слабых гигантов, субгигантов, субкарликов и белых карликов.

Большую часть своей жизни любая звезда находится на так называемой главной последовательности диаграммы цвет-светимость. Все остальные стадии эволюции звезды до образования компактного остатка занимают не более 10% от этого времени. Именно поэтому большинство звезд, наблюдаемых в нашей Галактике, - скромные красные карлики с массой Солнца или меньше.

Главная последовательность включает в себя около 90% всех наблюдаемых звезд.

Срок жизни звезды и то, во что она превращается в конце жизненного пути, полностью определяется ее массой. Звезды с массой больше солнечной живут гораздо меньше Солнца, а время жизни самых массивных звезд - всего миллионы лет. Для подавляющего большинства звезд время жизни - около 15 млрд. лет. После того как звезда исчерпает свои источники энергии, она начинает остывать и сжиматься. Конечным продуктом эволюции звезд являются компактные массивные объекты, плотность которых во много раз больше, чем у обычных звезд.

Звезды разной массы приходят в итоге к одному из трех состояний: белые карлики, нейтронные звезды или черные дыры.

Если масса звезды невелика, то силы гравитации сравнительно слабы и сжатие звезды (гравитационный коллапс) прекращается. Она переходит в устойчивое состояние белого карлика. Если масса превышает критическое значение, сжатие продолжается. При очень высокой плотности электроны, соединяясь с протонами, образуют нейтроны. Вскоре уже почти вся звезда состоит из одних нейтронов и имеет такую громадную плотность, что огромная звездная масса сосредоточивается в очень небольшом шаре радиусом несколько километров и сжатие останавливается - образуется нейтронная звезда. Если же масса звезды будет настолько велика, что даже образование нейтронной звезды не остановит гравитационного коллапса, то конечным этапом эволюции звезды будет черная дыра.

Вследствие происходящих в недрах Солнца термоядерных реакций оно теряет одну сотую своей массы за пять миллиардов лет. Проведённые расчёты показывают, что водородного горючего Солнцу будет достаточно как минимум ещё на 10 – 15 миллиардов лет. В дальнейшем наше Солнце через 10 – 15 миллиардов лет начнёт расширяться и достигнет стадии красного гиганта. Если к тому времени человечество не покинет Солнечную систему или не уничтожит себя раньше этого срока, его судьба будет предрешена.