Схема 25. Основні порівняльні характеристики фундаментальних взаємодій. | Схема 27. Основні властивості простору в механістичної картині світу. | Схема 28. Основні властивості часу в механістичної картині світу. | Схема 29. Основні просторово-часові уявлення в релятивістської дослідницької фізичної програми. | Схема 30. Основні формули динаміки релятивістської дослідницької фізичної програми. | | Схема 31. Основні концепції і методологічні принципи квантової механіки. | Схема 32. Узагальнені в рамках поняття квантової системи постулати Н. Бора. | Схема 33. Основні властивості мікрочастинок в рамках квантових статистик. | Схема 34. Квантові числа і відповідні умови квантування. |

загрузка...
загрузка...
На головну

Схема 35. Основні характеристики нуклонів.

  1. Ex.7. Використовуючи текст, складіть список слів, які називають основні методи дослідження хворих і цілі їх використання. Складіть пропозиції з цими словами.
  2. I. "Схема розташування проектованої житлової території
  3. II. Основні вимоги, що пред'являються до аварійно-рятувальним формуванням і рятувальникам при атестації
  4. III СТРУКТУРА ВИПУСКНИЙ ПИСЬМОВІЙ КВАЛІФІКАЦІЙНОЇ РОБОТИ ТА ОСНОВНІ ВИМОГИ ДО ЇЇ ОФОРМЛЕННЯ
  5. Mетрологічні характеристики електровімірювальніх приладів
позначення
заряд  кл
маса  кг  кг
спін
стабільність  Стабільний (час життя  с)  Нестабільний у вільному стані (  хв)

Для позначення ядер застосовується символ

,

де під  мається на увазі хімічний символ даного елемента;  - Зарядове число ядра, дорівнює числу протонів в ядрі, збігається з порядковим номером хімічного елемента в періодичній системі;  - Масове число, рівне числу нуклонів в ядрі (сумі протонів  і нейтронів  ).

заряд ядра  , Оскільки атом нейтральний, заряд ядра визначає і число електронів в атомі.

У ядерній фізиці розрізняють:

v Ізотопи - ядра з однаковим  , Але різним .

v Ізобари - ядра з однаковим  , Але різним .

v Ізотон - ядра з однаковим числом нейтронів.

Енергія зв'язку ядра - Енергія, яку треба затратити, щоб розщепити ядро ??на окремі нуклони:

,

де  - Відповідно маси протона, нейтрона і ядра;  - Швидкість світла у вакуумі. Неважко помітити роль спеціальної теорії відносності в обгрунтуванні формули для енергії зв'язку.

Питома енергія зв'язку - енергія зв'язку, віднесена до одного нуклони:

,

де А - масове число.

 Мал. 5.1 Залежність питомої енергії зв'язку  нуклонів в ядрі від масового числа А.

Залежність питомої енергії зв'язку від масового числа має характерний максимум в області значень  ~ 60 (див. Рис. 5.1), т. Е близько ядер заліза (  ). Така залежність пов'язана з конкуренцією електростатичного відштовхування протонів в ядрі і ядерних сил тяжіння нуклонів один до одного. Отже, в енергію зв'язку ядер включаються два види фундаментальних взаємодій: електромагнітне і сильне. У легких ядрах переважають сили кулонівського відштовхування. При збільшенні маси ядра все більше проявляють себе сили тяжіння. Однак ці сили короткодіючі, тому, коли ядро ??стає великим, тяжіння нуклонів, яке поширюється лише на сусідні частинки, знову виявляється не в змозі протистояти силам електростатичного відштовхування. Таким чином енергія зв'язку знову зменшується. Енергетично вигідно:

1) поділ важких ядер на більш легкі;

2) злиття легких ядер один з одним в більш важкі ядра.

Таким чином, залежність питомої енергії зв'язку від масового числа пояснює принципову можливість отримати енергію в ядерних реакціях поділу і синтезу.

розрізняють три моделі ядра:

v крапельна (1936 р Н. Бор, Я. І. Френкель).

Перша модель ядра. Заснована на аналогії між поведінкою нуклонів в ядрі і поведінкою молекул у краплі рідини.

v оболочечная (1949-1950 р Г., М. Гепперт-Майер, Х. Єнсен).

Пропонує розподіл нуклонів в ядрі по дискретним енергетичним рівням (оболонок), що заповнюються нуклонами відповідно до принципу Паулі і пов'язує стійкість ядер із заповненням цих рівнів. Вважається, що ядра з повністю заповненими оболонками є найбільш стійкими. Такі особливо стійкі (магічні) ядра дійсно існують.

v Узагальнена.

Синтез крапельної і оболонкової моделей.

Особлива роль в ядерній фізиці належить ядерних реакцій, через які реалізується ядерна енергетика на Землі і в Космосі, а також синтез і перетворення хімічних елементів в зірках.

Ядерні реакції - це перетворення атомних ядер при взаємодії з елементарними частинками (в тому числі і з  квант) або один з одним.

Символічна запис:

 або в скороченому вигляді X (a, b) Y.

роль частинок и  частіше виконують нейтрон  , протон  , дейтрон ,  -частка і  квант.

Частинки, що народжуються в результаті ядерної реакції, можуть бути не тільки и  , Але разом і ними і інші и  . У цьому випадку говорять, що ядерна реакція має кілька каналів, причому, виходячи з концепцій квантової механіки, різним каналам відповідають різні ймовірності. При аналізі ядерних реакцій використовується своєрідний синтез ідей, принципів і законів сучасної фізики, зокрема, фундаментальний принцип симетрії, який зумовлює закони збереження зарядових і масових чисел, спеціальну теорію відносності, що дозволяє оцінити енергетику ядерних реакцій, і природно, концепції квантової механіки і закони квантової електродинаміки .

Виділяють екзотермічні (з виділенням тепла) і ендотермічні (з поглинанням тепла) ядерні реакції.

Особливе значення в енергетиці земної і космічної мають ланцюгові реакції поділу і термоядерні реакції.

Наведемо відповідні приклади.

реакція поділу: .

Реакція синтезу ядер (Термоядерні реакції), що відбуваються на Сонці і інших водневих зірках:

,

де  - Дейтерій (  ).

Відповідний протонний цикл стає можливим тільки при температурі 107К, яка досягається за рахунок гравітаційного стиснення.

Звернемо увагу, що перша з термоядерних реакцій на Сонці з утворенням пари позитрон + нейтрино є приклад слабкої взаємодії. Отже, в головному джерелі нашої життєвої світлової енергії на Сонці фактично взаємодіють всі чотири види фундаментальних взаємодій.

Література.

1. Спадкоємців Ю. М. Концепції сучасного природознавства / Ю. М. Спадкоємців, А. Я Шполянський, А. П. Кудря, А. Г. Стібаев. - Ростов н / Д: ДДТУ, 2008 - 350 с. [Електронний ресурс №ГР 15393, 2010]. Режим доступу: http: // de.dstu.edu.ru/, С. 106-135.

2. Спадкоємців Ю. М. Концепції сучасного естествознанія6 навч-метод. посібник. / Ю. М. Спадкоємців, А. Я. Шполянський, А. П. Кудря, А. Г. Стібаев. - Ростов н / Д, 2007, с. 40-52.

3. Трофимова Т. І. Короткий курс фізики з прикладами розв'язання задач: навчальний посібник / Т. І. Трофимова. - М .: КНОРУС, 2007, с. 208-222.

4. Горбачов В. В. Концепції сучасного природознавства. Інтернет-тестування базових знань: навчальний посібник / В. В. Горбачов. Н. П. Калашников, Н. М. Кожевников - СПб .: Видавництво «Лань», 2010, с. 42-59, 60-64, 73-77, 105-113.

5. Кожевников Н. М. Концепції сучасного природознавства: Навчальний посібник, 4-е изд .. испр. / Н. М. Кожевніков.- СПб .: Видавництво «Лань», 2009, с. 63-72, 86-109, 126-139.



| Динамічні і статистичні закономірності (теорії) в пізнанні природи
загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати