© В.Е. Фрадкин, А.М.Иконников, 2004

Домашнее задание § 11 – 13 § 17 – конспект § 18 – разобрать задачи Уметь объяснять причины преобразования энергии в ядерных реакциях

Условные обзначения X – символ химического элемента, Z – атомный номер, А – массовое число. 82 Pb 207, 20 свинец 6 C 12, 01 углерод

Опыт Резерфорда по обнаружению протонов Схема опытов в продуктах расщепления ядер: К – свинцовый контейнер с радиоактивным источником α-частиц, Ф – металлическая фольга, Э – экран, покрытый сульфидом цинка, М – микроскоп.

Ядерная реакция: - явление расщепления ядер азота при ударах быстрых α-частиц. Протон: Протон Протон, p m p = 1,67262·10 –27 кг = 1, а. е. м. = 1836,1 m e q p = 1, ·10 –19 Кл = +1е Участвует в гравитационном, электромагнитном и ядерном (сильном) взаимодействиях.

Открытие нейтрона Схема установки Дж.Чедвика для обнаружения нейтронов

Ядерная реакция: Нейтрон: Нейтрон Нейтрон, n m n =1,67493· кг = = 1, а. е. м. =1838,6 m e q p = 0 Участвует в гравитационном и ядерном (сильном) взаимодействиях.

Протонно-нейтронная модель ядра Д.Д.Иваненко, В.Гейзенберг – 1932 г. Z число протонов в составе ядра равно порядковому номеру химического элемента в периодической системе Менделеева; N число нейтронов в составе ядра данного химического элемента; А = Z + N массовое число ядра; округленная до целого значения относительная масса атома химического элемента. Ze – заряд ядра (Г. Мозли, 1913).

Изотопы Ядра химического элемента, отличающиеся друг от друга числом нейтронов, называются изотопами. У углерода – 6 изотопов, у кислорода – 3. Химические элементы в природных условиях обычно представляют собой смесь изотопов. – обычный водород – дейтерий – тритий Учебник, стр.47 Протоны и нейтроны принято называть нуклонами.

Вопросы Почему в таблице Менделеева относительная атомная масса всех элементов выражена дробным числом? Для чего применяются изотопы в науке и технике?

Опыт: большинство атомов являются устойчивыми? Вопрос: Что удерживает протоны и нейтроны в ядре?

Ядерные силы Игорь Евгеньевич Тамм, Хидеки Юкава Ядерное (сильное) взаимодействие. R ~ А 1/3 ρ ядра = 2, г/см 3

Ядерные силы Свойства: 1. На расстояниях порядка см сильные взаимодействия соответствуют притяжению, при уменьшении расстояния – отталкиванию. 2. Независимы от наличия электрического заряда (свойство зарядовой независимости). Одинаковая сила действует и на протон и на нейтрон. 3. Взаимодействуют с ограниченным числом нуклонов (свойство насыщения). 4. Короткодействующие: быстро убывают, начиная с r 2, м.

Сравнение фундаментальных взаимодействий Радиус действия Относительная интенсивность. Ядерное м1 Электро- магнитное 1/137 Слабое м Гравитационное

Энергия связи При плавлении льда на 1 молекулу W св =0,06эВ При парообразовании воды на 1 молекулу W св =0,4эВ Для выбивания одного электрона из Na W св =2,3эВ Для ионизации атома водорода W св =13,6эВ

Энергия связи Для вырывания одного нуклона из ядра 238 U 7,5 МэВ 1 МэВ = 10 6 эВ Энергия связи ядра Энергия связи ядра равна минимальной энергии, которую необходимо затратить для полного расщепления ядра на отдельные частицы (нуклоны).

Дефект массы. Опыт: масса любого ядра M я всегда меньше суммы масс входящих в его состав протонов и нейтронов: M я < Zm p + Nm n. Дефект массы:Дефект массы: ΔM = Zm p + Nm n – M я

Энергия связи. Энергия связи:Энергия связи: W св = ΔMc 2 = (Zm p + Nm n – M я )c 2. Удельная энергия связи: Примеры: учебник, стр. 50

График зависимости модуля удельной энергии связи от массового числа

Более прочные ядра При синтезе (соединении) легких ядер и делении тяжелых ядер энергия выделяется