Физика. 11 класс

Урок 27. Строение атомного ядра

Протонно-нейтронная модель ядра атома

Строение атомного ядра

Необходимо запомнить

ВАЖНО!

$_{7}^{14}\textrm{N}+_{2}^{4}\textrm{Hе}\rightarrow _{8}^{17}\textrm{O}+_{1}^{1}\textrm{H}$ первая реакция, осуществлённая человеком (Резерфорд, 1919 год)

Протон – стабильная элементарная частица, ядро атома водорода.

Характеристики протона:

$q_p= + 1,6 \cdot 10^{-19}$Кл,

$m_p= 1,6726231\cdot 10^{-27}$кг,

$_{1}^{1}\textrm{p}$ – символ протона.

Нейтрон открыт в 1932 г. Д.Чедвиком при облучении бериллия α-частицами.

Нейтрон – элементарная частица, не имеющая заряда.

Характеристики нейтрона:

$_{1}^{0}\textrm{n}$ – символ нейтрона,

$q_n$ = 0,

$m_n$= 1,6749286 $\cdot10^{-27}$ кг.

Сумму числа протонов Z и числа нейтронов N в ядре называют массовым числом и обозначают буквой А:

А = Z+N.

Протоны и нейтроны в составе атомного ядра называют нуклонами.

Изотопы – разновидности данного химического элемента, различающиеся по массе атомных ядер, т. е. числом нейтронов.

Ядерные силы – это силы притяжения между нуклонами в ядре. Короткодействующие силы. Это самые мощные силы в природе.

Дефект масс – разность масс ядра и его составляющих нуклонов. 

$\DeltaМ = Zm_p+ Nm_n– М_я$,

Энергия связи – это минимальная энергия, необходимая для полного расщепления ядра на отдельные частицы.

Энергия, которая выделяется при образовании ядра из отдельных нуклонов

$\DeltaЕ_{св} =\DeltaМc^2 = (Zm_p+ Nm_n- М_я)c^2$.

Удельная энергия связи – это энергия связи, приходящаяся на один нуклон. Ее величину можно найти, разделив величину полной энергии связи ядра на число нуклонов в нем.

$Е_{уд.} =E_{cв} /A$

Решение задачи

Строение атомного ядра

Особенности исследования атомного ядра

Любопытно, что…

...Нильс Бор, автор знаменитой модели строения атома, вошедшей в историю под его именем, одну из своих статей об этой модели назвал «Связывание электрона положительным ядром».

...крайняя химическая инертность благородных газов нашла свое объяснение при исследовании внешних электронных оболочек их атомов. Когда эти оболочки заполнены целиком, связь электронов с ядром атома наиболее прочна. При этом у гелия энергия такой связи наивысшая по сравнению со всеми остальными химическими элементами.

...ровно сто лет назад молодому физику Эрнесту Резерфорду удалось разобраться в явлении ионизации газов только что открытыми радиоактивными веществами. В его опытах в качестве электроскопа, моментально разряжавшегося при ионизации воздуха, служила... шёлковая кисточка. А в рабочее состояние она приводилась путём поглаживания её основания «теплым сухим кисетом» для табака. Оцените уровень экспериментальной техники всего лишь вековой давности!

...причины неудач алхимиков в попытках превратить один химический элемент в другой, т. е. преобразовать ядра атомов, кроются в том, что энергия связи в ядрах (в расчете на одну частицу) примерно в миллион раз (!) превышает химическую энергию связи атомов между собой.

...первым, кто предположил, за счёт какой энергии обеспечивается устойчивость атомных ядер, был в 1915 году американский физик Уильям Харкино, введший понятие «дефект масс», которому и соответствует энергия связи ядра. Английский же учёный Фрэнсис Астон, приведя ряд точнейших измерений на сконструированном, им масс-спектрографе, в. 1927 году впервые построил кривую, описывающую энергию связи атомных ядер и вошедшую затем в школьные учебники.

...Ядра атомов, содержащие определённые, так называемые, магические числа протонов и нейтронов, обладают повышенными значениями энергии связи и большей устойчивостью к распаду. Поиски подобных ядер, образующих как бы «острова» стабильности за пределами таблицы Менделеева, недавно привели к успеху – в подмосковной Дубне был синтезирован 114-й химический элемент.

...кварки – мельчайшие образования, входящие в состав внутриядерных частиц, – в свободном состоянии не существуют, хотя эксперименты твердо убедили учёных в их реальности. Силы, «склеивающие» их, носят настолько необычный характер, что проблема невылетания кварков даже получила специальное название – «конфайнмент» (тюремное заключение).

Предметы

По алфавиту По предметным областям

Классы

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
angle-skew-bottom mix-copy next-copy-2 no-copy step-1 step-2 step-3 step-4 step-5 step-6 step-6