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)

Структура ядра

Читайте также:
  1. I. Дистрибутивный анализ. Дистрибутивная структура языка на фонемном уровне.
  2. I. Пражский структурализм.
  3. I. Структура экологии.
  4. II. Копенгагенский структурализм.
  5. III. Американский структурализм.
  6. VI. 2. Система органов государства, их структура и компетенция.
  7. XII. Файловая структура ОС. Операции с файлами
  8. АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМПЛЕКС: ЕГО СУЩНОСТЬ И СТРУКТУРА
  9. Адаптивная организационная структура
  10. Алфавит и лексическая структура языка паскаль
  11. Алфавит языка, лексика, структура программы.
  12. Архитектура и логическая структура ПК

Ядерная физика

Лекция № 14

Физика ядра и частиц

Строение ядра. Энергия связи. Радиоактивность. a, b, g - распад. Законы сохранения барионного и лептонного зарядов. Ядерные реакции. Ускорители. Их использование в медицине. Превращения элементов. Деление ядер. Ядерный синтез. Атомная и водородная бомба. Физический принцип действия ПЭТ-томографа, γ-ножа, кибер-ножа.

 

В начале ХХ века после открытия структуры атома для физиков представляла интерес проблема: обладает ли атомное ядро структурой, и какой эта структура могла бы быть? Экспериментальные исследования показали, что ядро обладает свойством испускать α, β и γ-лучи[1]. К тому же под действием этих лучей на ядра из них вылетали и другие частицы, то есть происходили ядерные реакции. Позднее был открыт нейтрон, который, как и протон, находится внутри ядра в виде частицы. Между ними существует сильное взаимодействие, которое примерно на два порядка интенсивнее электромагнитного. В отличие от электромагнитного взаимодействия сильные взаимодействия не являются центральными, а имеют сложный характер. Их взаимодействие можно интерпретировать как притяжение двух частиц не по прямой линии, соединяющей центры этих частиц. К тому же они зависят и от квантовых характеристик ядер.

Оказалось, что ядро достаточно сложно, и в его структуре остается много неясного и по настоящее время. Тем не менее, в начале 30-х годов была предложена модель атомного ядра, которая по-прежнему остается общепризнанной. Согласно этой модели, атомное ядро состоит из двух элементарных частиц – протонов и нейтронов[2].

Протон представляет собой ядро простейшего атома – водорода. Он имеет положительный заряд е+=+1.6×10-19 Кл и массу

mp=(1.672623±0.000008) ×10-27 кг = 1.007276470 а.е.м.

= 938.2723 МэВ/с2.

Нейтрон, существование которого было установлено Джеймсом Чедвиком в 1932 году, электрически нейтрален, что и объясняет его название. Его масса оказалась несколько больше массы протона:

mp=(1.674929±0.000009) ×10-27 кг = 1.008664904 а.е.м.

= 939.5656 МэВ/с2.

В свободном состоянии (то есть вне ядра) нейтрон живет примерно десять минут, а затем распадается. Внутри ядра нейтрон стабилен.

Атомная единица массы ядра (1а.е.м.) составляет 931.5 МэВ. Для ее определения предполагается, что ядро углерода весит 12 а.е.м.

Протоны и нейтроны объединяют общим наименованием нуклонов. Различные типы ядер называют нуклидами.

Каждое ядро атома характеризуется двумя числами: зарядом Z и массовым числом А. Заряд ядра Z равен числу протонов в ядре и совпадает с порядковым номером химического элемента в периодической системе. Массовое число А, равное числу нуклонов в ядре, то есть сумме числа протонов и нейтронов.



N=A-Z – число нейтронов, находящихся в ядре. Обычно атомное ядро обозначают символом , где Х – символ химического элемента, А – массовое число, Z – атомный номер.

 

Пример 14.1. означает ядро атома азота, содержащее 7 протонов и 8 нейтронов, то есть всего 15 нуклонов.

Пример 14.2. В ядрах углерода число протонов всегда равно 6, а число нейтронов может быть равно 5, 6, 7, 8, 9 или 10 (для ядер углерода , , , и ).

Ядра, содержащие одинаковое число протонов, но различное число нейтронов, называются изотопами[3]. В ядрах одного химического элемента число нейтронов может быть различным, а число протонов всегда одно и то же. В природе разные изотопы распространяются неравномерно. Так распространенность в природе ядер составляет 98.9%, а ядер - 1.1%.

Ядра имеют примерно сферическую форму. Их размер, как уже отмечалось, впервые определил Резерфорд. Более точные измерения размеров ядер были осуществлены позднее в экспериментах по рассеянию быстрых электронов. Их радиус удобно определять по приближенной формуле:

(14.1.1)

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
| Структура ядра

Дата добавления: 2014-01-06; Просмотров: 402; Нарушение авторских прав?;


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



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ip: 54.198.28.114
Генерация страницы за: 0.009 сек.