Бозе-Эйнштейн статистикасы

Ферми-Дирак статистикасы

Фермиондардан тұратын жүйедегі фермиондардың таралу функциясы Ферми-Дирак функциясы деп атайды.

,

мұндағы: -химиялық потенциал.

Изохоралық – изоэнтропиялық процестердегі бір микробөлшекке шаққандағы жүйенің энергиясының өзгеруін химиялық потенциал деп атайды. Абсолют ноль Кельвиндегі электронның ең үлкен энергиясын Ферми энергиясы деп атайды

Бозондардан тұратын жүйедегі бозондардың таралу функциясы Бозе-Эйнштейн функциясы деп атайды

.

§33.Ядролық физика

Атом ядросының құрылысын, қасиеттерін және түрленуін зерттейтін физиканың бөлімін ядролық физика деп атайды. Атом ядросы нейтрондар мен протондардан тұрады. Атомдық және ядролық физикада бөлшектердің массасын анықтағанда массаның атомдық бірлігі деп аталатын шама қолданылады.

1 м.а.б. = 1,66^.10^-27 кг (массаның атомдық бірлігі).

Протонның массасы мен заряды:

m _p=1836m_e≈1,67^.10^-27 кг, e₀=1,6^.10^-19 Кл.

Нейтронның массасы:

m _n=1839m_e.

Нейтрон электрлік бейтарап бөлшек болып табылады.

Атом ядросындағы нейтрондар мен протондар нуклондар деп аталады. Ядродағы жалпы нуклондар санын массалық сан деп атайды.

A=Z+N - массалық сан, Z - протон саны, N - нейтрон саны.

Ядродағы протондар саны сол химиялық элементтердің Менделеев кестесіндегі реттік номеріне тең болады.

Кез-келген ядроның негізгі сипаттамаларының бірі оның заряды болып табылады. Ядро заряды +Ze₀ тең болады.

Атом ядросының келесі сипаттамасы ядроның радиусы болып табылады.

мұндағы: .

Ядроның өлшемдері ядродағы нуклондар санына тәуелді. Ядродағы протондар саны бірдей, бірақ массалық сандары әртүрлі химиялық элементтерді изотоптар деп атайды. Массалық сандары бірдей, бірақ протондар саны әртүрлі элементтерді изобарлар деп атайды. Ядродағы нейтрондар саны бірдей элементтерді изотондар деп атайды. Ядродағы протондар мен массалық сандары бірдей, бірақ жартылай ыдырау периодтары әртүрлі элементтерді изомерлер деп атайды.

Ядроның меншікті импульс моменті - спині болады.

,

мұндағы: І- толық кванттық сан, I=0, 1/2, 1, 3/2, 2…

33.1.Ядролық күштер

Ядродағы нуклондарды біріктіріп ұстап тұрған күш ядролық күш болып табылады. Ядролық күш күшті өзара әсерлесулерге жатады. Ядролық күштің қасиеттері:

1. Ядролық күштер өте қысқа қашықтықта әсер етеді. Оның әсер ету ара-қашықтығы шамамен~10^-15 м.

2. Ядролық күштер қанығу мәніне ие болады. Яғни әрбір нуклондар тек көршілес белгілі нуклондармен әсерлесе алады.

3. Ядролық өзара әсерлесу бөлшектердің зарядына тәуелсіз болады. Яғни екі протонның немесе екі нейтронның өзара әсерлесу ядролық күші нейтрон мен протон арасындағы өзара әсерлесу күшіне тең болады.

4. Ядролық күш нуклонның спинінің бағытына тәуелді болады.

5. Ядролық күштер центрлік күштерге жатпайды.

33.2.Атом ядросының модельдері

1. Ядроның тамшылық моделі. Бұл модельді Бор мен Френкель ұсынды. Бұл модельде нуклондар су тамшысындағыдай тәртіппен орналасқан. Осы модельмен ядроның спонтанды бөлінуін түсіндіруге болады.

2. Ядроның қабықшалық моделі. Бұл модельді америка ғалымы Гепперт-Майер ұсынды. Бұл модельде нуклондар энергетикалық қабықшаларда орналасады. Қабықшалард ы толтырып орналасқанда нуклондар Паули принципіне бағынады.

33.3.Ядроның байланыс энергиясы

Нуклонның байланыс энергиясы деп нуклонды ядро құрамынан жұлып шығуға қажетті энергияның мөлшерін айтады.

Жеке нуклондардың массасынан осы нуклондардан құралған ядроның массасының айырмасын массалар дефектісі деп атайды.

немесе .

Ядроның байланыс энергиясы деп ядроны құрамды нуклонды жіктеуге қажетті энергияның мөлшерін айтады.

,

мұндағы: с- вакуумдегі жарық жылдамдығы, - ядроның массасы.

Бір нуклонға сәйкес келетін байланыс энергиясын меншікті байланыс энергиясы деп атайды.

.

33.4.Радиоактивтілік

Радиоактивтілік деп кейбір атомдардың ядроларының өздігімен басқа элементтердің ядроларына түрленуін айтады. Радиоактивтілік табиғи және жасанды болып бөлінеді. Табиғи радиоактивтілік табиғатта кездесетін тұрақсыз изотоптарда байқалады. Жасанды радиоактивтілік ядролық реакциялардың нәтижесінде алынған радиоактивті изотоптарда байқалады.

Радиоактивтілік құбылыстардың келесі түрлері кездеседі:

1. α – ыдырау;

2. β – ыдырау;

3. ядролардың γ – сәулелер шығаруы;

4. ауыр ядролардың спонтанды (өз-бетімен) ыдырауы;

5. протондық радиоактивтілік.

33.5.Радиоактивтіліктің ыдырау заңы

Аз уақыт ішінде ыдырайтын ядролар саны бастапқы уақыттағы ядролар санына тура пропорционал болады:

,

,

мұндағы: -бастапқы уақыттағы ядролар саны, - t уақыт мезетіндегі ыдырамаған ядролар саны.

Осы өрнек радиоактивтілік ыдырау заңы деп аталады.

Радиоактивтілік кезінде ыдыраған ядродар санын келесі өрнекпен анықтайды:

,

мұндағы: - ыдырау тұрақтысы.

Бастапқы ядролардың жартысы ыдырайтын уақытты жартылай ыдырау периоды деп атайды.

.

Радиоактивті элементтің активтілігі деп бірлік уақыттағы ыдырау санын айтады. Өлшем бірлігі (Беккерель).

.

Дата добавления: 2014-12-27