Различия

Здесь показаны различия между двумя версиями данной страницы.

--- subjects:physics:физика_атома_и_атомного_ядра [2013/07/24 15:22]
¶ создано
+++ subjects:physics:физика_атома_и_атомного_ядра [2024/02/21 18:54] (текущий)
¶ [Радиоактивность]
@@ Строка 1: / Строка 1: @@
+<box|[[start]]>
+  * **[[Квантовая физика и элементы СТО]]**
+    * [[Корпускулярно-волновой дуализм]]
+    * **Физика атома и атомного ядра**
+    * [[Элементы СТО]]
+    * [[СТО в опытах]]
+</box>
 ====== Физика атома и атомного ядра ======
 ===== Атом и атомное ядро =====
+==== Планетарная модель атома ( модель Резерфорда ) ====
-Планетарная модель атома ( модель Резерфорда )
 В центре атомного ядра находится положительно заряженное ядро, вокруг которого вращаются электроны.
 Размеры ядра много меньше радиуса атома. В ядре сосредоточена почти вся масса атома.
+Планетарная модель объясняет по рассеянию альфа - частиц вещества.
+Недостаток модели: электроны, двигаясь по орбите, должны излучать электромагнитные волны и поэтому терять энергию , что приведет падению электронов на ядро.
+**Квантовые постулаты Бора:**
+  - Атомная система может находиться только в особых стационарных  ( квантовых  ) состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия $ E_{n} $ .    В стационарных состояниях атом не излучает.
+  - При переходе атома из одного состояния в другое испускается или поглощается фотон энергией \\ $$ h\vartheta =E_{m}-E_{n} $$ \\ h - постоянная Планка.
+Правило квантования Бора служит для определения возможных стационарных состояний атома:
+$$ mVr=\frac{nh}{2\pi } $$
+m   -масса электрона, V  -его скорость, r   -радиус орбиты, n   -целое число.
+Состояние с наименьшей энергией (n = 1) наз. основным, остальные состояния наз. возбужденными.
+Бесконечно долго каждый атом может находиться лишь в основном стационарном состоянии, которое соответствует минимальному запасу энергии. Время жизни атомов в возбужденных состояниях очень мало и обычно не превышает
+==== Состав ядра атома. ====
+Ядро состоит из протонов (заряд +e   , масса   $ m_{p}=1.7\cdot 10^{-27} кг $ ) и нейтронов (заряд равен нулю, масса  $ m_{n}=m_{p} $  ).
+Заряд ядра равен  $ Z_{e} ,Z $ - число протонов.  массовое число :
+$ A=Z+N, N $ - число нейтронов.
+Нуклоны (протоны и нейтроны ) удерживаются в ядре короткодействующими силами большой величины -ядерными силами.
+Изотопами наз. ядра, имеющие одинаковый заряд,но разную массу. Изотоп химического элемента X  обозначается   .
+Экспериментальный факт: масса любого ядра $ m_{n} $   , содержащего Z  протонов и N   нейтронов,  меньше суммы масс Z  свободных протонов и N   нейтронов:
+$$ \Delta m=Zm_{p}+Nm_{n}-m_{n}> 0 $$
+Энергия связи ядра $ \Delta E_{св} $. Для разделения атомного ядра на составляющие его нуклоны нужно затратить энергию $ \Delta E_{св} $  , равную разности между полной энергией свободных протонов и нейтронов  и полной энергией ядра
+$$ \Delta E_{св}=Zm_{p}c^{2}+Nm_{n}c^{2}-m_{Я}c^{2}=\Delta mc^{2} $$
+==== Радиоактивность ====
+**Радиоактивность** -- самопроизвольное испускание ядрами некоторых элементов различных частиц (   -частиц, электронов и др.), сопровождающееся переходом ядра в другое состояние и изменением его параметров.
+**Активность** -- число распадов в единицу времени.
+**Виды радиоактивного распада:**
+  - $ \alpha $-распад -- излучение  $ \alpha $-частиц высокой энергии (ядер гелия). Масса ядра уменьшается на 4 единицы, а заряд ( номер элемента в табл. Менделеева ) - на 2 единицы: \\ $$ ^{A}_{Z}{X}\rightarrow^{A-4}_{Z-2}{Y}+^{4}_{2}{He} $$ \\ X  - исходный элемент,  Y  - продукт его радиоактивного распада
+  - $ \beta  $-распад:
+    - Бета (**минус**)-распад (**электронный** $ \beta $-распад) -- самопроизвольное превращение "нейтрона в протон" с испусканием электрона и антинейтрино : $ n\rightarrow p+\bar{e}+\bar{v} $ \\ Массовое число не меняется, а заряд возрастает на единицу: \\ $$ ^{A}_{Z}{X}\rightarrow^{A}_{Z+1}{Y}+^{0}_{-1}{e}+{\tilde{\nu}_{e}} $$
+    - Бета (**плюс**)-распад (**позитронный** $ \beta $-распад) -- с испусканием позитрона и нейтрино: \\ $$ ^{A}_{Z}{X}\rightarrow^{A}_{Z-1}{Y}+^{0}_{+1}{e}+{\nu_{e}} $$
+  - $ \gamma $ -излучение -испускание возбужденным ядром квантов света высокой частоты. Параметры ядра не меняются, ядро переходит в состояние с меньшей энергией. \\ $$ ^{A}_{Z}{X}\rightarrow^{A}_{Z}{Y}+^{0}_{0}{\gamma} $$
+Радиоактивное излучение обычно представляет  собой смесь всех 3 видов излучений. Альфа и бета-излучения обладают слабой проникающей способностью при взаимодействии с веществом, гамма-лучи и потоки нейтронов - наиболее проникающие виды излучений.
+**Закон радиоактивного распада:**
+$$ N=N_{0}\cdot 2^{\frac{-t}{T}} $$
+$ N=N_{0} $  -начальное количество радиоактивных ядер, Т- период полураспада (время, через которое распадется половина ядер), зависящий от типа изотопа.
+==== Цепная реакция ====
+**Ядерные реакции** - изменения ядер, происходящие в результате их взаимодействия с элементарными частицами и друг с другом.
+Цепная реакция деления ядер урана протекает по схеме: захватывая нейтрон, ядро урана делится на два осколка и два- три  нейтрона; вылетевшие нейтроны приводят к делению других ядер урана и т.д. В процессе реакции выделяется много энергии.
+Естественный уран содержит 0,7%   изотопа  $ _{92}^{235}\textrm{U} $  , который делится при захвате как  быстрых, так и медленных нейтронов. Остальную часть составляет изотоп  $ _{92}^{238}\textrm{U} $ , который делится при захвате только быстрых нейтронов.
+Два пути создания цепной реакции:
+  - очищать уран, увеличивая  содержание $ _{92}^{235}\textrm{U} $   ,
+  - замедлять вылетающие нейтроны.
+Первый путь используется в атомной бомбе, а второй - в ядерных реакторах (замедлители: вода, графит и др.)
+Чтобы пошла цепная реакция , масса урана должна превышать критическую массу (критическая масса $ _{92}^{235}\textrm{U} $   около 50 кг).
+**Термоядерный синтез** - реакция слияния двух легких ядер.
+Для его реализации вещество необходимо нагреть до сотен миллионов градусов, что позволяет преодолеть силы кулоновского отталкивания.
+Термоядерный синтез служит источником  энергии звезд.
+Термоядерная реакция происходит при взрыве водородной бомбы,  где для достижения необходимых температур используют взрыв атомной бомбы.
+===== Видео-лекции, задачи и опыты =====
+==== Видео-лекции ====
+===Атом и цепная реакция (9 класс)===
+"Здравствуй атом" Союзмультфильм, 1965г.
+{{youtu.be>ARZssvBkSCk?small}}
+{{youtu.be>OcZuC95Lz5o?small}}
+=== Ядерные реакции ===
+"Ядерные реакции" Леннаучфильм, 1986
+{{youtu.be>-LmM6wMOQLQ}}
+=== Радиоактивность ===
+++++"Явление Радиоактивности" Центр научфильм, 1977|{{youtu.be>-LmM6wMOQLQ}}++++
+++++Радиоактивность|{{youtu.be>eZA79WCZ3NE?14}}++++
+++++Строение атомного ядра. Ядерные силы|{{youtu.be>soN1AvZ-2m0?5}}++++
+==== Задачи ====
+++++Атом и атомное ядро. Задача 1|<box 570px>
+{{ :subjects:physics:var_2_ch1_zadacha_14_reshenie_.png?direct&550 |Атом и атомное ядро. Задача 1}}
+</box|Атом и атомное ядро. Задача 1>++++
+++++Атом и атомное ядро. Задача 2|<box 570px>
+{{ :subjects:physics:var_1_ch1_zadacha_14_reshenie_.png?direct&550 |Атом и атомное ядро. Задача 2}}
+</box|Атом и атомное ядро. Задача 2>++++
+++++Атом и атомное ядро. Задача 3|<box 570px>
+{{ :subjects:physics:var_01-a21_zadacha_i_reshenie_.png?direct&550 |Атом и атомное ядро. Задача 3}}
+</box|Атом и атомное ядро. Задача 3>++++
+++++Атом и атомное ядро. Задача 4|<box 570px>
+{{ :subjects:physics:var_02-a23_zadacha_i_reshenie_.png?direct&550 |Атом и атомное ядро. Задача 4}}
+</box|Атом и атомное ядро. Задача 4>++++
+++++Атом и атомное ядро. Задача 5|<box 570px>
+{{ :subjects:physics:var_03-a21_zadacha_i_reshenie_.png?direct&550 |Атом и атомное ядро. Задача 5}}
+</box|Атом и атомное ядро. Задача 5>++++
+++++Атом и атомное ядро. Задача 6|<box 570px>
+{{ :subjects:physics:var_3_ch1_zadacha_14_reshenie.png?direct&550 |Атом и атомное ядро. Задача 6}}
+</box|Атом и атомное ядро. Задача 6>++++
+===== Рекомендуем =====
+  * __habr.com/ru/post/667172/__ --- Распад протона — невозможность 2,5 класса
 |[[http://zadaniya.eduvdom.com/физика/физика_атома_и_атомного_ядра|{{media:zadaniya.png?200|Пройти тест по физике: физика атома и атомного ядра}}]]|[[http://test.eduvdom.com/e/#tests_list_show@step1=6|{{media:obuchenie.png?200|Пройти обучение по физике: физика атома и атомного ядра}}]]|
 ----
-|[[start|← ]][[start]]^[[subjects:physics:]]|[[start]][[start| →]]|
+|[[Корпускулярно-волновой дуализм|← ]][[Корпускулярно-волновой дуализм]]^[[subjects:physics:]]|[[Элементы СТО]][[Элементы СТО| →]]|

wiki.eduVdom.com

Инструменты пользователя

Инструменты сайта

Различия

Инструменты страницы

Записаться на занятия