- •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.
7.10 Γ-излучение
лучи не являются самостоятельным видом излучения, но сопровождая и распад, а также возникает при ядерных реакциях и при торможении заряженных частиц.
1) Спектр -излучения – линейчатый. Это означает дискретность энергетических состояний атомных ядер.
2) -излучение испускается дочерним ядром.
3) -излучение является настолько коротковолновым, что его волновые свойства проявляются очень слабо.
4) -кванты, обладая m0=0, не могут замедляться в среде, поэтому они либо поглощаются, либо рассеиваются.
5) qγ=0.
6) При прохождении через вещество изменяется интенсивность γ-квантов. J=J0∙e-μx, μ – линейный коэф-т поглощения. Смысл μ: это величина, обратная такой толщине вещества, при которой интенсивность уменьшается в е раз.
7) Механизм поглощения или рассеивания γ-квантов:
а) фотоэффект; б) эффект Комптона; в) образование электронных пар. При энергиях γ-квантов 0,1 МэВ преобладающим является фотоэффект, который заключается в том, что атом вещества поглощает γ-кванты и испускает электроны. При энергиях еγ0,5 МэВ помимо фотоэффекта начинает работать эффект Комптона, который заключается в рассеивании γ-квантов на свободные электроны или позитроны. (РИС44). Начиная с еγ=1,022 МэВ наблюдается образование электронно-позитронных пар. В поле атомного ядра такой γ-квант может превратиться в электрон и позитрон. hν= m-eC2+ m+eC2 (1); hν/C= m-eU-e+ m+eU+e (2); hν= m-eU-eC+ m+eU-eC (3). Превращение γ-квантов в атоме возможно при наличии еще одной частицы, участие которой позволит обеспечить закон сохранения импульса. Наибольшую роль играют столкновения фотонов с ядром. При столкновении фотона с ядром ядро получает отдачу и выполняется закон сохранения hν/C= m+U++ mU+ mV; q+qя= e++ e-+ qя; μ= μфото+ μкомп+ μэл.пар.
7.11 Ядерные реакции
Ядерные реакции – это взаимопревращения ядер при взаимодействии друг с другом или с элементарными частицами.
ZXA+ Z2aA2Z3YA3+ Z4bA4; XZ1A1(a b)= Z3YA3.
1) Z1+Z2= Z3+Z4 – следствие закона.
2) A1+A2= A3+A4 – закон сохранения массы.
3) р1+р2= р3+р4 – закон сохранения импульса.
4) Е1+Е2= Е3+Е4 – закон сохранения энергии.
Е= m0C2+ Ek; (mn1+ mn2)C2= (mn3+ mn3)C2.
5) L=mVr; L1+L2= L3+L4 – закон сохранения момента импульса.
6) закон сохр. Спина.
7) закон сохр. барионного заряда.
Экзотермические реакции - выделение теплоты, а эндотермические – поглощение. Любая ядерная реакция протекает (по Нильсу Бору)
1) при бомбардировке ядра X-частицей образуется составное ядро. X+a C Y+b.
2) нуклоны в ядре С при поглощении энергии от частицы а испытывают множество столкновений. И при этом найдется хотя бы 1 нуклон, имеющий энергию достаточную для вылета из ядра и в результате образуется ядро Y. Время жизни составного ядра С: tC≈10-15÷10-12 cек. Оценим время между двумя столкновениями: τ≈10-15/107 (Е порядка 1 МэВ, скорость порядка 107 м/с) ≈10-22 сек. Q=[(m1+m2)-(m3+m4)]C2 – количество теплоты в рез. реакции.
m1= m0(X) – масса покоя ядра Х. m3= m0(Y) – масса покоя ядра Y. m1+m2> m3+ m4; Q>0 – экзотермическая реакция.
m1+m2< m3+ m4; Q<0 – эндотермическая реакция. . Q=931[(m1+m2)-(m3+m4)] МэВ. Е1+Е2= Е3+Е4; m1C2+ T1+ m2C2+ T2= m3C2+ T3+ m4C2+ T4 ( Т – кинет. энергия). Q= T1+ T2- (T3+T4).