s
Sesiya.ru

Строение атомного ядра. Ядерные силы. Энергия связи ядра.

Информация о работе

Тема
Строение атомного ядра. Ядерные силы. Энергия связи ядра.
Тип Лекции
Предмет Физика
Количество страниц 2
Язык работы Русский язык
Дата загрузки 2019-02-19 18:58:53
Размер файла 23.19 кб
Количество скачиваний 0

Узнать стоимость работы

Заполнение формы не обязывает Вас к заказу работы

Скачать файл с работой

Помогла работа? Поделись ссылкой

2

Ф-11 Строение атомного ядра. Ядерные силы. Энергия связи ядра. ОК-42

  1. Строение атомного ядра.

  • 1932 г советский физик Д. Д. Иваненко и немецкий физик В. Гейзенберг предложили протонно-нейтронную модель атомного ядра, согласно которой атомные ядра состоят из элементарных частиц двух сортов: протонов и нейтронов.

  • Протон – ядро атома водорода. Открыт Э. Резерфордом. Символ -.

Масса протона:

Заряд протона: .

  • Нейтрон – нейтральная частица. Открыт в 1932 г английским физиком Д. Чедвиком. Символ - . Масса нейтрона:

  • Ядерные частицы.: протоны и нейтроны, называются нуклонами.

  • Число протонов в ядре равно порядковому номеру элемента в таблице Менделеева.

  • Сумма числа протонов Z и числа нейтронов N в ядре называется массовым числом А: . .


  • Так как массы протона и нейтрона близки друг к другу, то массовое число А равно округленной до целого числа относительной атомной массе элемента Мr: .

Например: элемент кислород Mr=15, 99491а.е.м.; А=16.

  • Символическое обозначение атомных ядер:-химический элемент.

  • Отношение числа нейтронов к числу протонов:- для ядер в начале таблицы Менделеева; для ядер в середине таблицы Менделеева; ,5 – для ядер в конце таблицы Менделеева.


  1. Размеры атомных ядер.


Ядро, как и атом, не имеет четких границ. Можно говорить только о некотором среднем значении радиуса ядра. Радиус ядра определяется экспериментально по рассеянию ядром падающих на него частиц. С увеличением массового числа радиус ядра увеличивается:

  • Объем ядра пропорционален числу нуклонов. В результате плотность ядерного вещества одинакова для всех атомных ядер:.

  1. Ядерные силы.

Между протонами действуют силы электрического отталкивания - кулоновские силы. Что удерживает нуклоны в ядре?



  • Межу нуклонами – протонами и нейтронами- действуют ядерные силы.

  • Ядерные силы в 100 раз превосходят электромагнитные силы. Это самые мощные силы в природе. Взаимодействие ядерных частиц называется сильным взаимодействием.

  • Ядерные силы короткодействующие. Ядерные силы заметно проявляются на расстояниях 10-12- 10-13 см.

  • Взаимодействие нуклонов осуществляется посредством особого силового поля –ядерного поля. Ядерные частицы обмениваются друг с другом особыми частицами – квантами ядерного поля. Эти частицы называются - мезонами( существует три вида - мезонов: нейтральный 0 –мезон, положительный + - мезон, отрицательный -- мезон). При обмене заряженными мезонами протон и нейтрон превращаются друг в друга. + мезон испускается протонами, а поглощается нейтронами. - мезон испускается нейтронами, а поглощается протонами. 0-мезонами обмениваются как протоны так и нейтроны.


  1. Энергия связи атомных ядер.


  • Энергия связи – энергия, которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные частицы.

  • Из закона сохранения энергии следует, что энергия связи равна той энергии, которая выделяется при образовании ядра из отдельных частиц.

  • Рассчитать энергию связи можно используя соотношение Эйнштейна между массой и энергией:. Эта формула утверждает эквивалентность массы и энергии в том смысле, что любая энергия имеет массу, и наоборот, всякой массе соответствует определенная энергия.

  • Точные измерения масс ядер показывают, что масса покоя ядра Мя всегда меньше суммы масс покоя слагающих его протонов и нейтронов:

  • - дефект масс.


  • Уменьшение массы означает, что при образовании ядра выделяется энергия: - энергии связи атомного ядра.

Например: масса ядра гелия на один процент меньше суммы масс нуклонов, входящих в состав ядра. Для одного моля гелия дефект масс уже составляет М=0,286 г. Образование 4 г гелия сопровождается выделением такой же энергии, как и при сгорании 2 вагонов каменного угля.

  • Атомная единица массы: .


  • Энергетический эквивалент 1 а.е.м:




  1. Удельная энергия связи.

  • Удельная энергия связи – энергия связи, приходящаяся на один нуклон:

  • Чем больше удельная энергия связи, тем устойчивее атомное ядро.

  • Наибольшая энергия связи у ядер в середине таблицы Менделеева(А=50 – 60) - (см рис.1).

  • У ядер в конце таблицы удельная энергия связи уменьшается до за счет увеличения потенциальной энергии отталкивания протонов. Кулоновские силы стремятся разорвать ядро. Этим объясняется явление радиоактивности – самопроизвольный распад атомных ядер.

  • У ядер в начале таблицы удельная энергия связи уменьшается за счет поверхностных эффектов- нуклоны находящиеся на поверхности ядра взаимодействуют с меньшим числом нуклонов, чем нуклоны в внутри ядра. Поэтому энергия связи нуклонов на поверхности меньше. Чем меньше массовое число, тем большая часть нуклонов от общего числа нуклонов оказывается у поверхности, поэтому средняя удельная энергия связи уменьшается.


(МэВ/нуклон)

8



6


4

2



0 40 80 120 160 200 220 А(а.е.м.)


Рис.1 Кривая зависимости удельной энергии связи от массового числа А.

© Copyright 2012-2019, Все права защищены.