FundInt / Лекции профессора Б.С. Ишханова 2009 / pdf / l_01

1933

Искусственная

радиоактивность

Irene and Frederic Joliot-Curie

α + 1327 Al → 1530P + n

Нобелевская премия по химии

1935 г. – Ф. Жолио-Кюри, И. Жолио-Кюри За открытие искусственной радиоактивности и синтез новых радиоактивных элементов

Атомноеядро

Атомное ядро состоит

из нейтронов и протонов.

Z – заряд ядра, число протонов в ядре N – число нейтронов в ядре

A = N + Z – массовое число

Ядра с одним и тем же значением Z, но с разными значениями A называются изотопами. Различные изотопы данного элемента обозначают, приписывая к символу химического элемента верхний индекс — массовое число A.

N-Z диаграммаатомныхядер

Zmin=1

Zmax=116

Изотопы Z = const Изобары A=const

Стабильные ядра группируются вблизи долины стабильности:

N-Z диаграммаатомныхядер

Различные комбинации чисел протонов Z и нейтронов N соответствуют различным атомным ядрам. Атомные ядра существуют (т.е. их время жизни τ > 10-23 c)

в довольно узком диапазоне изменений чисел Z и N. Все атомные ядра делятся на две большие группы — стабильные и радиоактивные. Стабильные ядра группируются вблизи долины стабильности:

A

Z= 1.98 + 0.015A2 / 3

Слевой стороны от стабильных ядер находятся ядра, перегруженные протонами (протоноизбыточные ядра), справа – ядра, перегруженные нейтронами (нейтроноизбыточные ядра). Обнаруженное в настоящее время число радиоактивных ядер около 3,5 тысяч. Считается, что всего их должно быть 7–7,5 тысяч. Протоноизбыточные ядра являются радиоактивными и превращаются в стабильные в основном в результате β+-распадов. Нейтроноизбыточные ядра также являются радиоактивными и превращаются в стабильные в результате β−-распадов, с превращением нейтрона ядра в протон.

Самыми тяжелыми стабильными изотопами являются изотопы свинца (Z = 82) и висмута (Z = 83). В тяжелых ядрах происходят также α-распад и спонтанное деление,

которые становятся их основными каналами распада.

КакустроенМир. 30-егодыХХвека

e, p, n

В середине 30-х годов XX века физическая картина мира строилась исходя из трёх элементарных частиц — электрона, протона и нейтрона. Вещество состоит из атомов и молекул, в состав атома входят электроны. Основную массу атома составляет атомное ядро, состоящее из протонов и нейтронов.

Новаяфизиканарубежевеков

Открытие атомного ядра и элементарных частиц явилось результатом изучения строения вещества в конце XIX века. Исследования электрических явлений в жидкостях и газах, оптических спектров атомов, рентгеновских лучей, фотоэффекта показали, что вещество имеет сложную структуру. В 1897 году при исследовании катодных лучей Дж. Томсоном был открыт электрон — носитель отрицательного элементарного электрического заряда. ХХ век принес много неожиданностей в физику. Именно в это время классическая физика оказалась несостоятельной в объяснении новых экспериментальных фактов. К концу XIX века преобладало мнение, что все проблемы механики, гравитации и электромагнетизма можно решить, используя уравнения Ньютона и Максвелла. Так, теория Максвелла предсказывала непрерывный спектр излучения электронов, падающих по спирали на атомное ядро. Уменьшение временных и пространственных масштабов, в которых разыгрываются физические явления, привели к «новой физике», столь непохожей на привычную традиционную классическую физику. Развитие физики в начале XX века привело к полному пересмотру классических представлений о строении материи. В основе «новой физики» лежат две фундаментальные теории:

•специальная теория относительности;

•квантовая теория.

Теория относительности и квантовая теория являются фундаментом, на котором построено описание явлений микромира.

1905 Специальнаятеория относительности

Эквивалентность массы и энергии.

E = mc2

Albert Einstein

(1879 - 1955)

Законы физики должны быть одинаковы во всех инерциальных системах отсчета, движущихся относительно друг друга поступательно и равномерно.

Свет распространяется в вакууме с постоянной

скоростью

c = 299722458 м/ сек

одинаковой для всех движущихся наблюдателей.

Г. Галилей Г. Лоренц

1564 – 1642 1853 – 1928