- •1.1. Модель Резерфорда
- •1.2. Линейчатый спектр атома водорода
- •1.3. Постулаты Бора
- •1.4. Опыт Франка и Герца
- •1.5. Спектр атома водорода по Бору
- •2. Волновые свойства микрочастиц
- •3. Уравнение Шредингера
- •3.1. Волновая функция
- •3.2. Временное уравнение Шредингера
- •3.3. Движение свободной частицы
- •3.4. Движение частицы в одномерной прямоугольной потенциальной яме.
- •3.6. Уравнение Шредингера для потенциального барьера. Туннельный эффект.
- •3.7. Уравнение Шредингера для атома водорода в основном состоянии.
- •3.8. Решение уравнения Шредингера для н-подобных атомов
- •3.9. Пространственное распределение электрона в н
- •3.10. Спин электрона. Спиновое квантовое число
- •3.11 Распределение электронов в атоме по состояниям
- •3.12. Периодическая система элементов Менделеева
- •3.13. Рентгеновский спектр.
- •4.1. Физическая природа химической связи.
- •4.2. Типы химических связей
- •4.3. Понятие об энергетических уровнях молекул
- •4.4. Колебательный и вращательный спектр
- •5. Элементы квантовой электроники
- •5.1. Спонтанное и вынужденное излучение
- •5.2. Принцип работы оптического квантового генератора. (окг или лазера).
- •5.3. Свойства лазерного излучения.
- •6. Элементы физики твёрдого тела
- •6.1. Зонная теория кристалла
- •6.2. Теплоёмкость кристалла
- •6.3. Элементы квантовой статистики
- •6.4 Электропроводность металлов.
- •6.5 Полупроводники
- •7. Физика ядра элементарных частиц.
- •7.1. Основные свойства и строение ядра.
- •7.2. Ядерные силы
- •7.3. Модель ядра
- •7.4 Энергия связи ядра
- •7.5. Естественная радиоактивность
- •7.6 Закон радиоактивного распада
- •7.7. Правила смещения
- •7.8. -Распад.
- •7.9. -Распад
- •7.10 Γ-излучение
- •7.11 Ядерные реакции
- •7.12 Реакция деления ядра
- •7.13 Цепная реакция деления
- •7.14 Термоядерные реакции синтеза легких ядер
- •7.15 Элементарные частицы
- •7.16 Кварк
- •7.17 Космическое излучение.
7.3. Модель ядра
Общей модели ядра в настоящее время не существует.
7.3.1. Капельная модель
Основывается на аналогии между поведением нуклонов в ядре и поведением молекул в капле жидкости. Эта аналогия основывается на том, что силы между молекулами и нуклонами являются короткодействующими, и на том факте, что плотность жидкости при данных условиях постоянна и плотность ядра тоже постоянна. Vкапли~Nмолекул, Vя~A.
В этой модели ядро представляет собой каплю электрически заряженной жидкости с плотностью равной плотности ядра. Эта модель позволяет получить полуэмпирическую формулу для энергии связи ядер, объяснить механизмы ядерных реакций и в особенности реакции деления тяж. ядер. Недостаток: не смогла объяснить устойчивость разных ядер и в особенности ядер, имеющих магическое число нуклонов.
7.3.2. Оболочная модель
Предполагает распределение нуклонов ядре по определенным дискретным энергетическим уровням, заполняемость которых определяется принципом Паули. В этой модели устойчивость ядер определяется степенью заполнения оболочек. Чем больше заполнена, тем более устойчиво ядро. В дальнейшем произошло объединение капельной и оболочной модели и появилась обобщенная модель ядра, которая объясняет большинство свойств ядер.
7.4 Энергия связи ядра
Измерения масс нуклонов и ядер с помощью масс – спектрометрией показали, что существует дефект масс Δm=Zmp+(A-Z)mn-mя. Соотношение Эйнштейна ΔЕ=Δmc². Она идет на энергию связи ядра. Энергия связи – это величина работы, которую нужно совершить, чтобы расщепить ядро на отдельные нуклоны и удалить их на бесконечность без сообщения им кинетической энергии. Есв=(ZmH+(A-Z)∙mn-ma)c².
Для характеристики устойчивости ядер используют удельную энергию связи – энергия связи, приходящаяся на 1 нуклон в ядре. Чем она больше, тем устойчивее ядро. Наиболее устойчивыми являются магические ядра, у которых число протонов или нейтронов равно одному из магических чисел: 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126. Особенно стабильны дважды магические ядра. К ним относятся 2He4, 8O16, 20Ca40, 20Ca48, 82Pb208. График зависимости удельной энергии связи от А:
Рис.
Наиболее устойчивые ядра в середине таблицы Менделеева, наименее устойчивы – легкие и тяжелые элементы. Тяжелые элементы наилучшим образом подходят для деления ядер. Легкие подходят для синтеза – термоядерной реакции.
7.5. Естественная радиоактивность
Это явление испускания радиоактивного излучения и элементарных частиц при самопроизвольном взаимопревращении ядер. Открыл Беккерель в опытах по люминесценции солей урана в 1896 г. Опыты показали, что радиоактивное излучение свойственно не только урану, но и другим тяжелым элементам. На характер излучения не влияет вид химического соединения, агрегатного состояния, давление, температура, электрическое и магнитное поля, что указывает на то, что это излучение не связано с изменением электронной оболочки атома. Различают 3 вида излучение: 1) α-излучение отклоняется электрическим и магнитным полями, обладает высокой ионизирующей способностью и малой проникающей способностью. Представляет собой поток ядер гелия. Слой алюминия толщиной dAl=0,05 мм останавливает его. 2) β-излучение отклоняется электрическим и магнитным полями, ионизирующая способность приблизительно на 2 порядка меньше, большая проникающая способность dAl=2 мм. Представляет собой поток быстрых электронов. 3) γ-излучение не отклоняется электрическим и магнитным полями, обладает слабой ионизирующей способностью и очень большой проникающей способностью dPb=5 см. Представляет собой коротковолновое э/м излучение с λ<10-10 м, что позволяет это излучение рассматривать как поток γ-квантов.