Атомное ядро. Нуклонная модель ядра. Изотопы. Энергия связи нуклонов в ядре

Цели обучения:
11.8.2.3 - вычислять энергию связи атомного ядра и объяснять графическую зависимость удельной энергии связи от массового числа ядра

Критерии оценивания:
знает состав и свойства атома.
определяет число протонов и атомную массу.
знает и объясняет понятие изотоп
- объясняет причину возникновения дефекта масс и энергии связи атомных ядер.
- рассчитывает дефект масс, энергию связи и энергетический выход ядерных реакций;

Строение атома
Модель атома Резерфорда

Z – зарядовое число,
A – массовое число,
N – число нейтронов
в ядре
A = Z + N
Характеристики
атомного ядра
Z
A
X
A
Z

Характеристики атомных частиц
Определение элементарного состава атома
Np = Z
Ne = Np
Nn = A - Z

Нукли́д (лат. nucleus — «ядро» и др.-греч. είδος — «вид, сорт») — вид атомов, характеризующийся определённым массовым числом, атомным номером и энергетическим состоянием ядер и имеющий время жизни, достаточное для наблюдения

Нуклиды, имеющие
одинаковый атомный номер (то есть обладающие одинаковым числом протонов), называются изотопами,
одинаковое массовое число — изобарами,
одинаковое число нейтронов — изотонами.

Единицы измерения массы и энергии в атомной физике
Для массы:
Для энергии:

Эквивалентность массы и энергии
Эквивале́нтность ма́ссы и эне́ргии — физическая концепция теории относительности, согласно которой полная энергия физического объекта (физической системы, тела) равна его (её) массе, умноженной на размерный множитель квадрата скорости света в вакууме:
Альберт Эйнштейн,
1879 – 1955 гг.

Определим эквивалент массы
1 а.е.м. через энергию
В микромире массу частиц часто выражают в единицах энергии:

Массу атома алюминия можно определить из таблицы Менделеева
Определите в а.е.м. общую массу 13 протонов, 14 нейтронов и 13 электронов.

Дефект массы — это разница между суммой масс всех нуклонов, содержащихся в ядре, и массой ядра.

Определим дефект массы алюминия

При образовании ядра из нуклонов общая масса нуклонов уменьшается. При этом выделяется энергия эквивалентная дефекту массы.
Энергия, которая выделяется при образовании ядра из отдельных частиц за счет возникающего дефекта массы, называется энергией связи ядра.
Чтобы разложить ядро на составляющие его нуклоны нужно затратить энергию
Энергия, которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные нуклоны, называется энергией связи ядра.

Энергия, которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные нуклоны, называется энергией связи ядра.
Так как массы и энергия эквивалентны, то для определения энергии связи можно воспользоваться формулой:

Энергия связи, приходящаяся на один нуклон, называют удельной энергией связи

Определим энергию связи и удельную энергию связи алюминия