Ядерная физика

Содержание

Слайд 2

Ядро атома – сложное образование примерно сферической формы

Модель предложена Д.Д. Иваненко

Ядро атома – сложное образование примерно сферической формы Модель предложена Д.Д. Иваненко
В.Гейзенбергом

Модель подтверждена исследованиями ядерных превращений и сегодня является бесспорной

Слайд 3

Протон – положительно заряженная частица, ядро атома водорода (по греч. протос -

Протон – положительно заряженная частица, ядро атома водорода (по греч. протос -
первый)

1919 г. – первое искусственное превращение ядер (осуществлено Резерфордом)

Особенности:
Одна альфа-частица на
50 000 испущенных захватывается ядром азота
Ядра тяжелых элементов не испытывали превращений (их большой заряд не дает приблизиться к ядру)

Слайд 4

Но эти частицы лишены массы покоя

1932 г. – открытие нейтрона Д.Чедвиком

Гамма-кванты

Но эти частицы лишены массы покоя 1932 г. – открытие нейтрона Д.Чедвиком
имеют огромную энергию?
Для взаимодействия с протонами – 55 МэВ
Для взаимодействия с ядрами азота – 90 МэВ
Для взаимодействия с ядрами аргона – 150 МэВ

Нейтрон – нейтральная частица (по лат. нейтр – ни тот, ни другой)

Слайд 5

Нуклоны Массовое число ядра (А или М) – суммарное число протонов и нейтронов

Нуклоны Массовое число ядра (А или М) – суммарное число протонов и
в ядре. М= Z+N

Z –
число
протонов
в ядре
(зарядовое
число)

Слайд 6

Нуклоны непрерывно движутся внутри ядра, обмениваясь пи-мезонами, а само ядро совершает медленное

Нуклоны непрерывно движутся внутри ядра, обмениваясь пи-мезонами, а само ядро совершает медленное
вращательное движение.
Нуклоны обладают волновыми свойствами, а значит ядро не имеет очерченных границ

р или - символ протона
- символ нейтрона

q=Z·e – заряд ядра
(е - элементарный заряд)

Слайд 7

Что сегодня знают о нуклонах?

Размеры ядер тем больше, чем больше в них

Что сегодня знают о нуклонах? Размеры ядер тем больше, чем больше в
нуклонов
Плотность нуклонов в ядре велика около
1017 кг/м3
Наиболее плотно нейтроны располагаются в центре ядра, а ближе к краям плотность убывает
Эксперименты подтверждают сложную структуру протонов и нейтронов и наличие внутри них точечноподобных центров

Слайд 8

Масс-спектрометр – прибор для измерения массы атомов различных элементов

В магнитном поле ионы

Масс-спектрометр – прибор для измерения массы атомов различных элементов В магнитном поле
разных элементов, в зависимости от массы двигаются по круговым траекториям разного радиуса

Слайд 9

Величины, характеризующие ядро

Диаметр ядра измеряют в фемтометрах
1фм=10-15 м
Для легких ядер –

Величины, характеризующие ядро Диаметр ядра измеряют в фемтометрах 1фм=10-15 м Для легких
1фм, тяжелых – до 10 фм
Массы ядер измеряют в атомных единицах массы
1 а.е.м.=1,66·10-27 кг
1 МэВ=1,6·10-13Дж
1 а.е.м. соответствует энергия покоя, равная:
Е0=mc2=1,66∙10-27·9∙1016Дж=1,49∙10-10 Дж
Энергетический эквивалент массы – величина 931,5 МэВ, соответствующая 1 а.е.м.

Слайд 10

Энергия ядер элементов дискретна, т.е. квантуется

Нулевой уровень соответствует основному (невозбужденному) состоянию, остальные

Энергия ядер элементов дискретна, т.е. квантуется Нулевой уровень соответствует основному (невозбужденному) состоянию,
– возбужденным состояниям ядра
В возбужденном состоянии ядра находятся значительно меньше времени, чем атомы (10-13-10-17 с) после чего ядро испускает гамма-кванты с длиной волны 10-10-10-14 м – самые короткие волны

Слайд 11

Изотопы – разновидности атомов одного и того же химического элемента, имеющие одинаковое

Изотопы – разновидности атомов одного и того же химического элемента, имеющие одинаковое
число протонов в ядрах атомов, но разное число нейтронов

Слайд 12

Изотопы

Имеют одинаковое строение электронных оболочек

Имеют одинаковые
химические
свойства

Имеют разные
радиоактивные
свойства

Имеют разные массовые числа

Изотопы

Изотопы Имеют одинаковое строение электронных оболочек Имеют одинаковые химические свойства Имеют разные

Слайд 13

В настоящее время известно 276 стабильных изотопов, принадлежащих 83 элементам, и более

В настоящее время известно 276 стабильных изотопов, принадлежащих 83 элементам, и более
2000 радиоактивных

Химически чистые элементы представляют собой смесь их изотопов, поэтому массовые числа элементов дробные

- обычный водород
- дейтерий
- тритий

Все тела в природе содержат изотопы