Атомное ядро - реферат

Реферат по физике
на тему:
“Атомное ядро”

Москва 1996


Оглавление

1 История открытий в области строения атомного ядра....................................

1.1 Модели атома до Бора....................................................................................

1.2 Открытие атомного ядра.................................................................................

1.3 Атом Бора...........................................................................................................

1.4 Расщепление ядра............................................................................................

1.5 Протонно-нейтронная модель ядра...........................................................

1.6 Искусственная радиоактивность................................................................

2 Строение и важные характеристики атомных ядер..............................................

2.1 Главные характеристики и строение ядра..........................................................

2.2 Энергия связи ядер. Недостаток массы............................................................

2.3 Ядерные силы Атомное ядро - реферат..................................................................................................

2.4 Радиоактивность, g-излучение, a и b-распад............................................

Литература...................................................................................................................

1 История открытий в области строения атомного ядра

Исследование атомного ядра вынуждает заниматься простыми частичками. Причина этого ясна: в ядрах атомов частиц так не достаточно, что характеристики каждой из их в отдельности не усредняются, а, напротив, играют определяющую роль.

1.1 Модели атома до Бора

Развитие Атомное ядро - реферат исследовательских работ радиоактивного излучения, с одной стороны, и квантовой теории - с другой, привели к созданию квантовой модели атома Резерфорда - Бора. Но созданию этой модели предшествовали пробы выстроить модель атома на базе представлений традиционной электродинамики и механики. В 1904 году появились публикации о строении атома, одни из которых Атомное ядро - реферат принадлежали японскому физику Хантаро Нагаока, другие - британскому физику Д.Д. Томсону.

Нагаока представил строение атома аналогичным строению галлактики: роль Солнца играет положительно заряженная центральная часть атома, вокруг которой по установленным кольцеобразным орбитам движутся “планетки” - электроны. При малозначительных смещениях электроны возбуждают электрические волны.

В атоме Томсона положительное электричество “распределено” по Атомное ядро - реферат сфере, в которую инкрустированы электроны. В простом атоме водорода электрон находится в центре положительно заряженной сферы. В многоэлектронных атомах электроны размещаются по устойчивым конфигурациям, рассчитанным Томсоном. Томсон считал каждую такую конфигурацию определяющей хим характеристики атомов. Он предпринял попытку на теоретическом уровне разъяснить повторяющуюся систему частей Д.И. Менделеева. Позже Бор Атомное ядро - реферат указал, что со времени этой пробы мысль о разделении электронов в атоме на группы сделалась начальным пт.

Но скоро оказалось, что новые бывалые факты опровергают модель Томсона и, напротив, свидетельствуют в пользу планетарной модели. Эти факты были открыты Резерфордом. Сначала необходимо подчеркнуть открытие ядерного строения атома.

1.2 Открытие атомного ядра

Уподобление Атомное ядро - реферат атома планетной системе делалось еще сначала XX века. Но эту модель было тяжело скооперировать с моделями электродинамики, и она была оставлена, уступив место модели Томсона. Но в 1904 году начались исследования, приведшие к утверждению планетарной модели.

При исследовании a-частиц Резерфорд, исходя из модели Томсона, подсчитал, что рассеивание Атомное ядро - реферат a-частиц не может давать огромных углов отклонений даже при многих столкновениях с частичкой. И тут Резерфорд обратился к планетарной модели.

7 марта 1911 года Резерфорд сделал в философском обществе в Манчестере доклад “Рассеяние aиb-лучей и строение атома”. В докладе он, а именно, гласил: “Рассеяние заряженных частиц может быть объяснено Атомное ядро - реферат, если представить таковой атом, который состоит из центрального электронного заряда, сосредоточенного в точке и окруженного однородным сферическим рассредотачиванием обратного электричества равной величины. При таком устройстве aиb-частицы, когда они проходят на близком расстоянии от центра атома, испытывают огромные отличия, хотя возможность такового отличия мала”.

Принципиальным следствием теории Резерфорда было указание на заряд Атомное ядро - реферат атомного центра, который Резерфорд положил равным ±Ne . Заряд оказался пропорциональным атомному весу. “Четкое значение заряда центрального ядра не было определено,- писал Резерфорд, - но для атома золота оно примерно равно 100 единицам заряда”.

Из следующих исследовательских работ и тестов Гейгера и Мардсена, предпринявших проверку формул Резерфорда, появилось представление о ядре как Атомное ядро - реферат устойчивой части атома, несущей внутри себя практически всю массу атома и обладающей положительным (Резерфорд считал символ заряда неопределенным) зарядом. При всем этом число простых зарядов оказалось пропорциональным атомному весу.

Заряд ядра оказался важной чертой атома. В 1913 году было показано, что заряд ядра совпадает с номером элемента Атомное ядро - реферат в таблице Менделеева. Бор писал: ”С самого начала было ясно, что благодаря большой массе ядра и его малой протяженности в пространстве сравнимо с размерами всего атома строение электрической системы должно зависеть практически только от полного электронного заряда ядра. Такие рассуждения сходу наводили на идея о том, что вся совокупа Атомное ядро - реферат физических и хим параметров каждого элемента может определяться одним целым числом...”

После знакомства с Резерфордом Бор, отказавшись от исследования электрической модели, начал работу в его группе. Обратившись к планетарной модели, Бор сделал на ее базе теорию атома Резерфорда-Бора. Резерфорд сообразил революционный нрав мыслях Бора и обсудил с ним Атомное ядро - реферат базы этой теории, высказал критичные замечания, после этого статьи Бора были размещены.

Во время Первой Мировой войны Бор продолжает работать в лаборатории Резерфорда. В 1915 году он опубликовал работы “О сериальном диапазоне водорода” и “О квантовой теории излучения в структуре атома”. В 1916 году была размещена статья Зоммерфельда, где он разглядел движение электрона Атомное ядро - реферат по эллиптическим орбитам и обобщил правила квантования Бора. Бор с экстазом отозвался об этой статье. Теория атома после открытий Зоммерфельда стала называться теорией Бора - Зоммерфельда.

В 1936 году Бор выступил со статьей “Захват нейтрона и строение ядра”, в какой предложил капельную модель ядра и механизм захвата нейтрона ядром. Удивительно Атомное ядро - реферат, но ни Бор, ни другие не могли сходу предсказать деление ядра, подсказываемое капельной моделью, пока сначала 1939 г. не было открыто деление урана.

1.3 Атом Бора

Бор, как и Томсон до него, отыскивает такое размещение электронов в атоме, которое растолковало бы его физические и хим характеристики. Бор берет за базу модель Атомное ядро - реферат Резерфорда. Ему также понятно, что заряд ядра и число электронов в нем, равное числу единиц заряда, определяется местом элемента в повторяющейся системе частей Менделеева. Таким макаром, это принципиальный шаг в осознании физико-химических параметров элемента. Но остаются непонятными две вещи: необыкновенная устойчивость атомов, несопоставимая с представлением о движении электронов по Атомное ядро - реферат замкнутым орбитам, и происхождение их спектров, состоящих из полностью определенных линий. Такая определенность диапазона, его ярко выраженная хим особенность, разумеется, как-то связана со структурой атома. Все это тяжело увязать с универсальностью электрона, заряд и масса которого не зависят от природы атома, в состав которого они входят Атомное ядро - реферат. Устойчивость атома в целом противоречит законам электродинамики, согласно которым электроны, совершая повторяющиеся движения, должны безпрерывно источать энергию и, теряя ее, “падать” на ядро. К тому же и нрав движения электрона, объясняемый законами электродинамики, не может приводить к таким соответствующим линейчатым диапазонам, которые наблюдаются по сути. Полосы диапазона группируются в серии, они Атомное ядро - реферат сгущаются в коротковолновом “хвосте” серии, частоты линий соответственных серий подчинены странноватым арифметическим законам.

“Главным результатом кропотливого анализа видимой серии линейчатых спектров и их отношений, - писал Бор, - было установление того факта, что частота uкаждой полосы диапазона данного элемента может быть представлена с необычной точностью формулой u = Tґ - T Атомное ядро - рефератґґ, где Tґ и Tґґ - какие-то два члена из огромного количества спектральных частей Т, характеризующих элемент”.

Бору удалось отыскать разъяснение этого основного закона спектроскопии. Но для этого ему пришлось ввести в физику атома представления о стационарных состояниях атомов, находясь в каких электрон не испускает, хотя и совершает периодическое движение по радиальный орбите Атомное ядро - реферат.

1.4 Расщепление ядра

В 1919 году Резерфордом было изготовлено новое сенсационное открытие - расщепление ядра.

Резерфорд изучал столкновение a-частиц с легкими атомами. Столкновения a-частицы с ядрами таких атомов должны их ускорять. Так, при ударе a-частицы о ядро водорода оно наращивает свою скорость в 1,6 раза, и ядро Атомное ядро - реферат отбирает у a-частицы 64% ее энергии.

Прибор, применявшийся Резерфордом для излучения таких столкновений, представлял собой латунную камеру длиной 18 см, высотой 6 см и шириной 2 см. Источником a-частиц служил железный диск, покрытый активным веществом. Диск помещался снутри камеры и мог устанавливаться на различных расстояниях от экрана из сернистого цинка. Камера Атомное ядро - реферат могла заполняться разными газами. А именно, ее заполняли азотом.

При помощи бессчетных опытов Резерфорд показал, что в итоге таких столкновений получаются частички с наибольшим пробегом, таким же, как у Н-атомов. “Из приобретенных до сего времени результатов, - писал Резерфорд, - тяжело избежать заключения, что атомы с огромным пробегом, возникающие при столкновении a-частиц Атомное ядро - реферат с азотом, являются не атомами азота, но, по всей вероятности, атомами водорода либо атомами с массой 2. Если это так, то мы должны заключить, что атом азота распадается вследствие большенных сил, развивающихся при столкновении с резвой a-частицей, и что освобождающийся водородный атом образует составную часть атома Атомное ядро - реферат”.

Так было открыто явление расщепления ядер азота при ударах стремительных a-частиц и в первый раз высказана идея, что ядра водорода представляют собой составную часть ядер атомов. Потом Резерфорд предложил термин “протон” для этой составной части ядра. Резерфорд заканчивал свою статью словами: “Результаты в целом указывают на то, что Атомное ядро - реферат если a-частицы либо подобные им стремительно передвигающиеся частички со существенно большей энергией могли бы применяться для опытов, то можно было бы найти разрушение ядерных структур многих легких атомов”.

В 1920 году Резерфорд в лекции “Нуклеарное строение атома” делает предположение о том, что есть ядра с массой 3 и 2 и ядра Атомное ядро - реферат с массой ядра водорода, но с нулевым зарядом. При всем этом он исходил из догадки, высказанной в первый раз М. Склодовской-Кюри, что в состав ядра входят электроны.

Резерфорд пишет, что ему “кажется очень правдоподобным, что один электрон может связать два Н-ядра и, может быть, даже и одно Н-ядро Атомное ядро - реферат. Если справедливо 1-ое предположение, то оно показывает на возможность существования атома с массой около 2 и с одним зарядом. Такое вещество необходимо рассматривать как изотоп водорода. 2-ое предположение заключает внутри себя идея о способности существования атома с массой 1 и нуклеарным зарядом, равным нулю. Подобные образования представляются полностью вероятными”. Так была высказана Атомное ядро - реферат догадка о существовании нейтрона и томного изотопа водорода.

1.5 Протонно-нейтронная модель ядра

В 1932 году Д.Д. Иваненко опубликовал заметку, в какой высказал предположение, что нейтрон является вместе с протоном структурным элементом ядра. Но протонно-нейтронная модель ядра была встречена большинством физиков скептически. Даже Резерфорд считал, что Атомное ядро - реферат нейтрон - это только сложное образование протона и электрона.

В 1933 году Иваненко на конференции в Ленинграде сделал доклад о модели ядра, в каком он защищал протонно-нейтронную модель, сформулировав основной тезис: в ядре имеются только томные частички. Иваненко отторг идеи о сложной структуре нейтрона и протона. По его воззрению, обе частички должны владеть Атомное ядро - реферат схожей степенью элементарности, т.е. и нейтрон, и протон могут перебегать друг в друга. В предстоящем протон и нейтрон стали рассматриваться как два состояния одной частички - нуклона, и мысль Иваненко стала принятой, а в 1932 году в составе галлактических лучей была открыта еще одна простая частичка - позитрон.

1.6 Искусственная Атомное ядро - реферат радиоактивность

В 1934 году Фредерик Жолио и Ирен Кюри сказали о б открытии ими нового вида радиоактивности. Им удалось обосновать способом камеры Вильсона, что некие легкие элементы (бериллий, бор, алюминий) испускают положительные электроны при бомбардировке их a-частицами полония. Жолио и Кюри, исследуя это явление, проявили, что в данном Атомное ядро - реферат случае появляется новый шаг радиоактивности, сопровождаемый испусканием положительных электронов. Они в первый раз искусственно вызвали радиоактивность, создав новые радиоактивные изотопы, не наблюдаемые ранее в природе и были награждены за это выдающееся открытие Нобелевской премией.

На сегодня теория атомного ядра получила предстоящее развитие, и в последующей главе рассматривается ее животрепещущее состояние Атомное ядро - реферат.

2 Строение и важные характеристики атомных ядер

2.1 Главные характеристики и строение ядра

1. Ядром именуется центральная часть атома, в какой сосредоточена фактически вся масса атома и его положительный электронный заряд. Все атомные ядра состоят из простых частиц: протонов и нейтронов , которые числятся 2-мя зарядовыми состояниями одной частички - нуклона . Протон имеет положительный электронный заряд Атомное ядро - реферат, равный по абсолютной величине заряду электрона. Нейтрон не имеет электронного заряда.

2. Зарядом ядра именуется величина Ze , где е - величина заряда протона, Z - порядковый номер хим элемента в повторяющейся системе Менделеева, равный числу протонов в ядре. В текущее время известны ядра с Z от Z=1 до Z=107 . Для Атомное ядро - реферат всех ядер, не считая и неких других нейтронодефицитных ядер N і Z , где N - число нейтронов в ядре. Для легких ядер N/Z » 1 ; для ядер хим частей, расположенных в конце повторяющейся системы, N/Z » 1,6 .

3. Число нуклонов в ядре A=N+Z именуется массовым числом . Нуклонам (протону и нейтрону) приписывается общее Атомное ядро - реферат число, равное единице, электрону - нулевое значение А .

Ядра с схожими Z , но разными А именуются изотопами . Ядра, которые при схожем А имеют разные Z , именуются изобарами . Ядро хим элемента X обозначается , где Х - знак хим элемента.

Всего понятно около 300 устойчивых изотопов хим частей и поболее 2000 естественных и Атомное ядро - реферат искусственно приобретенных радиоактивных изотопов.

4. Размер ядра характеризуется радиусом ядра , имеющим условный смысл ввиду размытости границы ядра. Эмпирическая формула для радиуса ядра м, может быть истолкована как пропорциональность объема ядра числу нуклонов в нем.

Плотность ядерного вещества составляет по порядку величины 1017 кг/м3 и постоянна для всех ядер. Она существенно превосходит плотности Атомное ядро - реферат самых плотных обыденных веществ.

5. Ядерные частички имеют собственные магнитные моменты, которыми определяется магнитный момент ядра Рm яд в целом. Единицей измерения магнитных моментов ядер служит ядерный магнетон mяд:

(в СИ)

(в СГС).

Тут е - абсолютная величина заряда электрона, m p - масса протона, с - электродинамическая неизменная. Ядерный магнетон в Атомное ядро - реферат раз меньше магнетона Бора, откуда следует, что магнитные характеристики атомов определяются магнитными качествами его электронов.

6. Рассредотачивание электронного заряда протонов по ядру в общем случае несимметрично. Мерой отличия этого рассредотачивания от сферически симметричного является квадрупольный электронный момент ядра Q . Если плотность заряда считается всюду схожей, то Q определяется только Атомное ядро - реферат формой ядра.

2.2 Энергия связи ядер. Недостаток массы

1. Нуклоны в ядрах находятся в состояниях, значительно отличающихся от их свободных состояний. Кроме ядра обыденного водорода во всех ядрах имеется более 2-ух нуклонов, меж которыми существует особенное ядерное сильное взаимодействие - притяжение - обеспечивающее устойчивость ядер, невзирая на отталкивание одноименно заряженных протонов.

2. Энергией связи Атомное ядро - реферат нуклона в ядре именуется физическая величина, равная той работе, которую необходимо совершить для удаления нуклона из ядра без сообщения ему кинетической энергии.

Энергия связи ядра определяется величиной той работы, которую необходимо совершить, чтоб расщепить ядро на составляющие его нуклоны без придания им кинетической энергии. Из закона сохранения энергии следует, что Атомное ядро - реферат при образовании ядра должна выделяться такая же энергия, какую необходимо затратить при расщеплении ядра на составляющие его нуклоны. Энергия связи ядра является разностью меж энергией всех свободных нуклонов, составляющих ядро, и их энергией в ядре.

3. При образовании ядра происходит уменьшение его массы: масса ядра меньше, чем сумма масс составляющих его нуклонов Атомное ядро - реферат. Уменьшение массы ядра при его образовании разъясняется выделением энергии связи. Если W св - величина энергии, выделяющейся при образовании ядра, то соответственная ей масса Dm, равная

именуется недостатком массы и охарактеризовывает уменьшение суммарной массы при образовании ядра из составляющих его нуклонов. Если ядро с массой M яд образовано из Атомное ядро - реферат Z протонов с массой m p и из (A-Z) нейтронов с массой m n, то

Dm =Z m p+(A-Z)m n-M яд.


Заместо массы ядра М яд величину Dm можно выразить через атомную массу М ат:

Dm =Z m Н+(A-Z)m n-M ат,

где m Атомное ядро - реферат H - масса водородного атома.

При практическом вычислении Dm массы всех частиц и атомов выражаются в атомных единицах массы.

Недостаток массы служит мерой энергии связи ядра:

W св = Dmс 2 =[Zm p +(A-Z)m n -M яд ]с 2

Одной атомной единице массы соответствует атомная единица энергии (а.е Атомное ядро - реферат.э.): а.е.э.=931,5016 МэВ.

4. Удельной энергией связи ядра w св именуется энергия связи, приходящаяся на один нуклон: w св= . Величина w св составляет в среднем 8 МэВ/нуклон. По мере роста числа нуклонов в ядре удельная энергия связи убывает.

5. Аспектом стойкости атомных ядер является соотношение меж числом протонов Атомное ядро - реферат и нейтронов в устойчивом ядре для данных изобаров. (А =const).

2.3 Ядерные силы

1. Ядерное взаимодействие свидетельствует о том, что в ядрах есть особенные ядерные силы , не сводящиеся ни к одному из типов сил, узнаваемых в традиционной физике (гравитационных и электрических).

2. Ядерные силы являются короткодействующими силами. Они появляются только на очень малых расстояниях Атомное ядро - реферат меж нуклонами в ядре порядка 10-15 м. Длина (1,5ј2,2)10-15 м именуется радиусом деяния ядерных сил .

3. Ядерные силы обнаруживают зарядовую независимость : притяжение меж 2-мя нуклонами идиентично независимо от зарядового состояния нуклонов - протонного либо нуклонного. Зарядовая независимость ядерных сил видна из сопоставления энергий связи в зеркальных ядрах . Так именуются ядра, в каких идиентично Атомное ядро - реферат общее число нуклонов, но число протонов в одном равно числу нейтронов в другом. К примеру, ядра гелия томного водорода трития - .

4. Ядерные силы владеют свойством насыщения, которое проявляется в том, что нуклон в ядре ведет взаимодействие только с ограниченным числом ближайших к нему примыкающих нуклонов. Вот поэтому наблюдается линейная зависимость Атомное ядро - реферат энергий связи ядер от их массовых чисел А. Фактически полное насыщение ядерных сил достигается у a-частицы, которая является очень устойчивым образованием.

2.4 Радиоактивность, g-излучение, aи b-распад

1. Радиоактивностью именуется перевоплощение неуравновешенных изотопов 1-го хим элемента в изотопы другого элемента, сопровождающееся испусканием неких частиц.

Естественной радиоактивностью именуется радиоактивность Атомное ядро - реферат, наблюдающаяся у имеющихся в природе неуравновешенных изотопов.

Искусственной радиоактивностью именуется радиоактивность изотопов, приобретенных в итоге ядерных реакций.

2. Обычно все типы радиоактивности сопровождаются испусканием гамма-излучения - жесткого, коротковолнового электроволнового излучения. Гамма-излучение является основной формой уменьшения энергии возбужденных товаров радиоактивных перевоплощений. Ядро, испытывающее радиоактивный распад, именуется материнским ; возникающее дочернее ядро, обычно Атомное ядро - реферат, оказывается возбужденным, и его переход в основное состояние сопровождается испусканием g-фотона.

3. Альфа-распадом именуется испускание ядрами неких хим частей a-частиц. Альфа-распад является свойством томных ядер с массовыми числами А >200 и зарядами ядер Ze >82. Снутри таких ядер происходит образование обособленных a-частиц, состоящих любая из 2-ух протонов Атомное ядро - реферат и 2-ух нейтронов.

4. Термином бета-распад обозначают три типа ядерных перевоплощений: электрический (b-) и позитронный (b+) распады, также электрический захват . 1-ые два типа перевоплощения заключаются в том, что ядро испускает электрон (позитрон) и электрическое антинейтрино (электрическое нейтрино). Эти процессы происходят методом перевоплощения 1-го вида нуклона в ядре в другой Атомное ядро - реферат: нейтрона в протон либо протона в нейтрон. В случае электрического захвата перевоплощение состоит в том, что исчезает один из электронов в не далеком к ядру слое. Протон, превращаясь в нейтрон, вроде бы “захватывает” электрон; отсюда произошел термин ”электрический захват”. Электрический захват в отличие от b± -захвата сопровождается характеристическим рентгеновским излучением.

5. b Атомное ядро - реферат--распад происходит у естественно-радиоактивных, также искусственно-радиоактивных ядер; b+-распад характерен только для явления искусственной радиоактивности.

Литература

1. Григорьев В.И., Мякишев Г.Я. Силы в природе.
// М., Наука, 1983 г.

2. Кудрявцев П.С. Курс истории физики.
// М., Просвещение, 1982 г.

3. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник Атомное ядро - реферат по физике.
// М., Наука, 1990 г.


atreziya-pishevoda-referat.html
atribut-tega-form-ukazivayushij-na-imya-programmi.html
atributi-i-rituali-realnoj-vlasti-statya.html