Содержание сегодняшней лекции

Некоторые свойства ядер. Энергия связи ядра. Модели строения ядра.

31

Некоторые свойства ядер

Строение ядер

Все ядра состоят из двух типов частиц: протонов и нейтронов. Атомное (зарядовое) число Z – число протонов в ядре.

Нейтронное число N – число нейтронов в ядре.

Массовое число – число нуклонов (нейтронов и протонов) в ядре.

32

Некоторые свойства ядер

Обозначение ядра

5626 Fe - ядро железа с 26 протонами и 30 нейтронами.56 Fe - “железо-56”.

33

Некоторые свойства ядер

Изотопы

Ядра атомов конкретного химического элемента – одинаковое число протонов, но часто различное число нейтронов.

Изотопы химического элемента - одинаковое Z, но разные N и A.

34

Некоторые свойства ядер

Изотопы

Частоты, с которыми встречаются в Природе четыре изотопа углерода

116 C, 126 C, 136 C и 146 C,

- 0%, ~98.9%, 1.1% и 0%.

116 C и 146 C

- возможность получения только в результате ядерных реакций,

осуществляемых в лабораторных условиях, или обнаружения в космических лучах.

11 H- обыкновенное ядро атома водорода, 12 H - ядро дейтерия, 13 H - ядро трития.

35

Некоторые свойства ядер

Заряд и масса ядра

Протон обладает элементарным положительным зарядом e, равным по величине заряду -e электрона (e = 1,6 × 10-19 Кл).

Нейтрон электрически нейтрален.

Масса протона примерно в 1836 раз больше массы электрона.

Приблизительное равенство масс протона и нейтрона.

Атомная единица массы (а.е.м.) - 1/12 массы одного атома изотопа 12C,

1 а.е.м. = 1.660539 × 10-27 кг.

36

Некоторые свойства ядер

Заряд и масса ядра

Ядро атома 12C - меньшая энергия покоя,

чем у шести протонов и шести нейтронов, взятых по отдельности.

Соответствие меньшей энергии покоя ER = mc2

меньшей массе связанной системы.

Соотнесение избытка массы индивидуальных частиц с энергией связи при формировании ядра атома из этих частиц.

Возможность выражение единицы атомной массы в единицах энергии покоя.

Одна атомная единица массы

ER mc2 1,660539 10 27 кг 2,99792 108 м/с 2 931,494 МэВ,

где 1 эВ 1,602176 10 19 Дж

Возможность представления массы в MэВ/c2.

37

Некоторые свойства ядер

Заряд и масса ядра

Массы некоторых частиц в различных единицах Масса

Протон

Нейтрон

Электрон

атом

ядро

атом

38

Некоторые свойства ядер

Размер и строение ядра

39

Некоторые свойства ядер

Размер и строение ядра

Резерфорд: каждое ядро должно содержать A - Z нейтральных частиц - нейтронов.

1932: английский физик Джеймс Чедвик (1891-1974) – открытие нейтрона (Нобелевская премия).

40