- •С.А.Лубинский
- •630091 Г. Новосибирск, Красный Проспект 52
- •Введение
- •Механические колебания и волны.
- •2) Гармонический спектр
- •3) Вынужденные колебания. Резонанс.
- •4)Механические волны
- •1.Интенсивность (I) (Вт/м2)
- •2. Скорость звука
- •5. Закон Вебера – Фехнера
- •6. Орган слуха
- •7.Акустика в медицине
- •Вопросы для самопроверки
- •2. Прямой и обратный пьезоэлектрический эффект
- •3. Приём и излучение ультразвука
- •4.Свойства ультразвука.
- •6. Применение ультразвука в медицине
- •Вопросы для самопроверки
- •3. Движение жидкости по трубам. Скорость
- •4. Ламинарное и турбулентное течение.
- •Турбулентное течение
- •5. Реологические свойства крови
- •Вопросы для самопроверки
- •2. Потенциал электрического поля. Эквипотенциальные поверхности.
- •4. Электроёмкость. Единицы электроёмкости.
- •1 Фарада – это электроёмкость такого проводника, на котором заряд в 1 Кл вызывает потенциал в 1 в.
- •Вопросы для самопроверки
- •1 Ампер – это величина такого электрического тока, при котором через проводник за 1 секунду проходит 1 кулон электрического заряда.
- •2. Основные законы и действия электрического тока.
- •4. Электрический ток в жидкостях.
- •Вопросы для самопроверки
- •2. Электровакуумные приборы: диод, триод, электронно-лучевая трубка, электронный микроскоп, рентгеновская трубка.
- •3. Электрический ток в полупроводниках. Термо- и фоторезисторы. Фотогальванические элементы.
- •4. Примесная проводимость полупроводников.
- •Вопросы для самопроверки
- •2. Силовые линии магнитного поля.
- •3. Магнитное поле Земли.
- •5. Закон электромагнитной индукции.
- •1. Переменный ток имеет значительно ниже себестоимость, чем постоянный.
- •8. Электромагнитные волны. Их свойства и применение.
- •Вопросы для самопроверки
- •2. Действие низкочастотных токов на организм.
- •3. Действие высокочастотных электрических полей
- •4. Способы обеспечения электробезопасности при работе
- •Вопросы для самопроверки
- •2.Закон отражения света
- •1. Угол падения равен углу отражения.
- •2. Падающий луч, отражённый луч и перпендикуляр, проведённый к точке падения, лежат в одной плоскости.
- •3. Закон преломления света
- •1. Падающий луч, преломлённый луч и перпендикуляр, проведённый к точке падения, лежат в одной плоскости.
- •2. Отношение синусов углов падения и преломления равно обратному отношению показателей преломления:
- •4. Полное внутреннее отражение света.
- •5. Линза
- •6. Зрение. Коррекция зрительных дефектов
- •Вопросы для самопроверки
- •1. Световая волна может подвергаться интерференции и дифракции, что является доказательством волновой природы света.
- •2. Свет может подвергаться поляризации, что является доказательством поперечности световых волн.
- •3. Свет может из атома выбить электрон, что является доказательством его корпускулярной природы.
- •2) Сущность интерференции и способы её наблюдения.
- •3) Свет естественный и поляризованный.
- •4) Поляризатор и анализатор. Закон Малюса.
- •6) Вращение плоскости поляризации. Оптически активные вещества. Поляриметрия.
- •7) Применение явления поляризации света
- •8) Сущность дифракции. Принцип Гюйгенса-Френеля.
- •9) Дифракционная решётка
- •Вопросы для самопроверки
- •2. Световые кванты. Гипотеза Планка. Фотоэффект.
- •3. Люминесценция. Лазеры.
- •4. Тепловое (инфракрасное) излучение.
- •5. Ультрафиолетовое излучение
- •1. Что такое дисперсия света? Где используется спектральный анализ?
- •2. Рентгеновская аппаратура
- •3. Применение рентгеновских лучей
- •Контрольные вопросы
- •2. Строение атомного ядра. Обозначение ядер.
- •3. Ядерные реакции. Ядерная энергетика.
- •4. Радиоактивность.
- •5. Меры предосторожности и защита от радиации
- •Вопросы для самопроверки
2. Строение атомного ядра. Обозначение ядер.
Из предыдущей лекции известно, что внутри атома имеется ядро. Его размеры в десятки раз меньше размера атома. При этом почти вся масса атома сосредоточена в его ядре. На электронную оболочку приходится 1/4000 доля всей массы атома. Остальная масса сосредоточена в его ядре. Из чего же состоит атомное ядро?
Известно, что ядро имеет положительный заряд. Следовательно, в нём должны присутствовать положительно заряженные частицы. При анализе соотношения заряда и массы ядра, приходим к выводу, что в ядре существуют частицы, которые обладают массой, но не обладают зарядом. Таким образом, в ядре находятся два вида частиц: протоны и нейтроны:
Число протонов в ядре равно порядковому номеру элемента в периодической таблице Менделеева и обозначается Z. Масса ядра измеряется в а.е.м и обозначаетсяА.Тогда число нейтронов в ядре равно(A – Z). Нуклоны – это общее название протонов и нейтронов. Таким образом, атомные ядра обозначаются так:
ZXA
Рассмотрим ядра самых лёгких элементов: водорода, тяжёлого водорода, сверхтяжёлого водорода и гелия:
Таким образом обозначаются и все остальные ядра элементов таблицы Менделеева, в том числе и тяжёлые ядра. Например, 92U238. Расшифровывается так: в ядре урана 92 протона, всего частиц – 238, нейтронов 238 – 92 = 146.
В ядре всех элементов (кроме водорода) имеются множество протонов. Каким же образом ядро держится, ведь между одноимённо заряженными протонами действуют чудовищные силы электрического отталкивания! Оказывается, на очень близких к частицам расстояниях начинают действовать ядерные силы притяжения,которые значительно сильнее сил электрического отталкивания. Они и держат ядро в устойчивом состоянии.
Следует отметить, что в нейтральном атоме количество протонов в ядре равно числу электронов на его орбите.А свойства макротела зависит от электронных оболочек его атомов. Но, как известно, число электронов определяется числом протонов в его ядре, значитчисло протонов в ядре определяет место элемента в таблице Менделеева.Однако, число нейтронов в ядре может варьироваться. Ядра, у которых число протонов одинаково, а число нейтронов различно, называютсяизотопами.
Попробуем представить себе гипотетические весы, способные взвешивать элементарные частицы. Положим на обе чаши этих весов по одному ядру атома гелия:
Понятно, что весы будут находиться в равновесии. Это хорошо укладывается в рамки наших логических рассуждений.
А теперь мысленно представим себе, что ядро на левой чашке весов мы разберём на отдельные нуклоны и все составные части оставим лежать на той же чаше. С точки зрения здравого смысла равновесие измениться не должно: в конце концов, какая разница, как лежат на этой чаше частицы: вместе или по отдельности. Однако, на практике получается совсем другой результат:
На первый взгляд получается невозможное: масса ядра казалась меньше суммы масс его составных частей! Но в микромире это действительно так. И этот факт называется дефектом массы.Или в количественном выражении:
m = (Zmp + Nmn) – Mя
Откуда же берётся такое несоответствие? Как это связать с законом сохранения массы веществ и с законом сохранения энергии?
Ответ на этот вопрос даёт формула Эйнштейна: E = mc2
Оказывается, этот дефект массы связан с энергией: Ec = mc2.
Эта формула выражает так называемую энергию связи.
Энергия связи равна работе, которую нужно затратить, чтобы разделить ядро на отдельные нуклоны.
Если нуклоны наоборот, соединять в ядро, то такая энергия выделитсяв виде электромагнитного излучения.