Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Строение ядра атома




Согласно современным представлениям в состав ядра атома входят протоны и нейтроны. Размеры ядра очень малы – всего10-15 м. Частицы удерживаются в столь малых размерах с помощью особых ядерных сил. Эти силы характеризуются тем, что они действуют только на очень малых расстояниях. Кроме того, они сильно зависят от расстояния (не менее, чем 1/г3) и обладают свойством насыщения. Теория ядерных сил не может быть изложена в рамках настоящего курса ввиду отсутствия соответствующей математической базы, но некоторые представления о природе ядерных сил можно получить из гипотезы японского физика Х.Юкавы, который в 1935 году предположил, что нейтроны и протоны удерживаются благо­даря тому, что они обмениваются друг с другом некими частицами, масса которых примерно равна 300 массам электрона. Эти частицы получили название мезонов (для теории Юкавы - это так называемый минус p - мезон). Суть взаимодействия сводится к тому, что нейтрон ис­пускает p -мезон и превращается в протон, тогда как протон в ядре тут же захватывает по­лучившийся мезон и превращается в нейтрон. В настоящее время идея Юкавы получила разразвитие в рамках другой теории - так называемой теории глюонов (от английского слова glue - клей), однако изложение основ этой теории невозможно в курсе общей физики.

Число протонов в атоме определяет его как химический элемент, тогда как число ней­тронов в атоме может меняться - при этом образуются разные изотопы. У каждого элемента периодической таблицы может быть несколько изотопов. Например, существуют три изото­па водорода: протий, дейтерий и тритий.

Массы нейтрона и протона измерены достаточно точно. При этом было замечено, что суммарная масса всех протонов и нейтронов, входящих в состав ядра атома, никогда не рав­няется массе данного химического элемента - масса ядра меньше суммарной массы всех ней­тронов и протонов. Это явление получило название дефекта масс. Сущность этого дефекта в том, что часть массы как бы превращается в энергию связи протонов и нейтронов в ядре(для численной оценки используется знаменитая формула Е = m с2). Чтобы атом снова распался на составные части, ему нужно сообщить энергию. Для большинства элементов средней час­ти таблицы Менделеева величина энергии, необходимой для"разбиения" атома на составляющие, очень велика, но к концу таблицы энергия связи уменьшается, и может случится, что сообщение ядру сравнительно небольшой энергии окажется достаточным для преодоления притяжения протонов и нейтронов. Переносчиком такой "затравочной" энергии обычно слу­жат свободные нейтроны. При распаде ядер тяжелых элементов энергия связи выделяется в виде большого количества тепла.

Таким образом, в ядерных реакциях энергия может выделяться при слиянии легких или при распаде тяжелых ядер. Энергетический эффект ядерной реакции можно оценить по формуле Е = Δm с2, где Δm- разность масс исходных веществ и продуктов реакции. Если отойти от системных единиц и выражать массу ядер в атомных единицах массы, а энергию в мегаэлектронвольтах, то взаимосвязь массы и энергии примет вид Е = 931 Δm.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-12-16; Просмотров: 372; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.01 сек.