Ядро атома протоны нейтроны

• протоны – положительно заряженные частицы – ¹р₁;

• нейтроны – частицы, не имеющие заряда – ¹n₀;

• нуклон – любая ядерная частица;

• Массовое число – суммарное количество протонов и нейтронов в ядре атома.

• А

  А=N+Z

  – массовое число

N – число нейтронов в ядре

Z – число протонов в ядре

• ^АХ_Z - обозначение химического элемента в физике

4. Квантовые постулаты Н.Бора

«Резерфорд открыл планетарную модель «обреченного» атома, а Бор спас её от гибели»

а/1-й постулат – правило стационарных состояний атома: Атомы могут находиться длительное время только в определённых (стационарных или квантовых) состояниях, в которых, несмотря на движение электронов, они не излучают электромагнитных волн.

б/ 2-й постулат – правило частот: Атомы излучают электромагнитные волны при переходе из одного стационарного состояния в другое. Энергия излучаемого фотона равна разности энергий стационарных состояний.

h = E_k - E_n

Тема: Рентгеновское излучение. Ядерные силы и их особенности. Энергия связи атомного ядра. Устойчивость ядер.

1. Рентгеновское излучение - электромагнитные волны, энергия фотонов которых лежит на шкале электромагнитных волн между ультрафиолетовым излучением и гамма-излучением, что соответствует длинам волн от 10−2 до 103 Å (от 10−12 до 10−7 м).

Схематическое изображение рентгеновской трубки. X — рентгеновские лучи, K — катод, А — анод (иногда называемый антикатодом), С — теплоотвод, Uh — напряжение накала катода, Ua — ускоряющее напряжение, Win — впуск водяного охлаждения, Wout — выпуск водяного охлаждения.

Природа рентгеновских лучей: Рентгеновские лучи возникают при сильном ускорении заряженных частиц (тормозное излучение), либо при высокоэнергетических переходах в электронных оболочках атомов или молекул. Оба эффекта используются в рентгеновских трубках. Основными конструктивными элементами таких трубок являются металлические катод и анод (ранее называвшийся также антикатодом). В рентгеновских трубках электроны, испущенные катодом, ускоряются под действием разности электрических потенциалов между анодом и катодом (при этом рентгеновские лучи не испускаются, так как ускорение слишком мало) и ударяются об анод, где происходит их резкое торможение.

Применение:

*При помощи рентгеновских лучей можно «просветить» человеческое тело, в результате чего можно получить изображение костей, а в современных приборах и внутренних органов (см. также рентгенография и рентгеноскопия). *Выявление дефектов в изделиях (рельсах, сварочных швах и т. д.) с помощью рентгеновского излучения называется рентгеновской дефектоскопией.

*В материаловедении, кристаллографии, химии и биохимии рентгеновские лучи используются для выяснения структуры веществ на атомном уровне при помощи дифракционного рассеяния рентгеновского излучения (рентгеноструктурный анализ). Известным примером является определение структуры ДНК.

*При помощи рентгеновских лучей может быть определён химический состав вещества.

*В аэропортах активно применяются рентгено - телевизионные интроскопы, позволяющие просматривать содержимое ручной клади и багажа в целях визуального обнаружения на экране монитора предметов, представляющих опасность.

*Рентгенотерапия — раздел лучевой терапии, охватывающий теорию и практику лечебного применения рентгеновских лучей.

2.Ядерные силы – это силы притяжения, связывающие протоны и нейтроны в атомном ядре.

Иногда ядерные силы называют «сильным взаимодействием».

Свойства ядерного взаимодействия:

• это краткодействующие силы. т.к. проявляются на расстояниях 10^-15м;

• они носят характер притяжения и лишь на расстоянии 10^-15 м – отталкивание;

• оно значительно больше э/м взаимодействия в 1000 раз, больше гравитационного в 10³⁹ раз;

• для него характерна зарядовая независимость: оно не зависит от заряда частиц, в этом отношении ядерное взаимодействие протон-нейтрон не различны, именно поэтому этим частицам дано общее название – «нуклон»

• в ядре постоянно происходит превращения протона в нейтрон и плюс пи- мезон и через

10^-23 с наоборот.

3. Энергия связи атомных ядер – это минимальная энергия, которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные нуклоны.

Это главная характеристика ядра.

Масса покоя ядра всегда меньше суммы масс протонов и нейтронов, т.о. существует дефект масс

М= Zm_p + Nm_n- M_я - дефект масс

Е _св= Мс² – энергия связи

[Е _св.]= Дж

Е _св= (Zm_p + Nm_n- M_я) с² – энергия связи

Е _св= 931 М– энергия связи

[Е _св.]= МэВ

1.а.е.м. – 931 МэВ

Удельная энергия связи – это энергия связи, приходящаяся на один нуклон ядра.

Это более точная и информативная характеристика ядра, его прочности.

_св = - удельная энергия связи

4. Ядерные реакции – это изменения атомных ядер при взаимодействии их с элементарными частицами или друг с другом.

а/. При любой ядерной реакции выполняется:

• закон сохранения электрического заряда: сумма порядковых номеров всех продуктов при ядерной реакции не изменяется;

• закон сохранения числа нуклонов: суммарное количество всех нуклонов при ядерной реакции не изменяется.

б/. Обозначение некоторых элементарных частиц:

электрон - ⁰ẹ_-1 позитрон - ⁰ẹ₁

протон – ¹р₁ - частица – ⁴Н₂

нейтрон – ¹n₀

5. Энергетический выход ядерных реакций – это разность энергий покоя ядер и частиц до реакции и после реакции.