Ядерные силы. Модели строения ядер.

В атомных ядрах силы электрического отталкивания протонов очень велики, но нуклоны не разлетаются, они очень сильно «связаны» между собой.
Например, в ядре атома гелия величина сил кулоновского отталкивания двух протонов составляет примерно 200 Н.

● Плотность ядерного вещества огромна (для гелия около 10¹⁷) и практически не зависит от массового числа

● Взаимодействие нуклонов в ядре носит характер притяжения. Оно удерживает нуклоны на расстояниях порядка 10^-15 м друг от друга.

● Ядерное взаимодействие называется сильным взаимодействием

Свойства сильного взаимодействия:
- короткодействующее (~10^-15 м)
- являются силами притяжения
- действует между всеми нуклонами в ядре

Ядерные силы:
- не являются центральными;
- зависят от взаимной ориентации спинов нуклонов;
- обладают свойством насыщения, как и химические силы.
Насыщение ядерных сил наступает при четырёх взаимодействующих нуклонах.

роль переносчиков ядерного взаимодействия выполняют особые частицы, названные π- мезонами (пионами).

Нуклоны взаимодействуют, обмениваясь пионами

● Пионы были найдены позже, в космических лучах

● Заряд пиона равен заряду электрона; при этом пионы могут быть нейтральными, отрицательно заряженными, положительно заряженными.

Массы свободных пионов: π⁰= 264 m_e π^+-= 273 m_e

2. Свойства радиоактивного излучения:

● имеет большую проникающую способность;

● воздействует на завёрнутую в чёрную бумагу фотопластинку;

● способно ионизовать воздух;

● сопровождается выделением тепла;

● вызывает свечение некоторых веществ.

    3. Виды радиоактивного излучения:

α-излучение – поток ядер гелия
Заряд α - частицы равен +2е (e – заряд электрона), масса равна 4 массам протона.

 β – излучение – поток электронов, скорости которых близки к скорости света (v = 0,999 c).
Благодаря большой скорости β - частицы пролетают мимо атома вещества за время (10 -15) раз меньшее, чем α - частица той же энергии.

Число пар ионов, образованных на пути в 1 см при прохождении β - частиц, в сотни раз меньше, чем при прохождении α – частиц.

γ- излучение - короткие электромагнитные волны порядка (10 -3 – 10 -5) нм, распространяющиеся в воздухе со скоростью света.
Они обладают большой проникающей способностью и очень слабой ионизирующей способностью. γ - излучение не приводит к изменению порядкового номера элемента.

4. Разделение α, β и γ лучей магнитным полем.

 

 

 

9 билет НА «5»

1. Свойства альфа-, бета- и гамма-излучения:
                                                   АЛЬФА

БЕТА

ГАММА

2. Вывод закона радиоактивного распада. График радиоактивного распада:

3. Свойства сильного взаимодействия:

 

10 билет

 

1.Исторические вехи развития квантовой механики

Первым понятие кванта ввёл Макс Планк, объяснивший спектр излучения(Абсолютно черное тело- Физическое тело, которое при любой температуре поглощает всё падающее на него электромагнитное излучение во всех диапазонах.). Затем Эйнштейн использовал понятие кванта ЭМ поля для объяснения фотоэффекта. Для объяснения опятов Резерфорда Бор прдложил квантовые постулаты, объяснившие спектор излучения атома водорода. Из дискуссии Гейзенберга, Бора, де Бройля, Шредингера и Дирака возникла концепция неопределённости результатов измерений. Завершил создание общей концепции квантовой механики Вольфгант Паули, предложивший описание частиц тождественных частиц и введший понятие обменного взаимодействия

2.Экспериментальные факты, лежащие на основе квантовой механики

· Наблюдаемая устойчивость атомов- согласно классической механике и энергия тратится на излучение. Атом, согласно классической механике, должен существовать

· Дискретный, а не н епрерывный, спектр излучения атомов-если электрон двигается по классической орбите, спектр излучения должен быть непрерывным

· Опяты Франка и Герца-экспериментальное доказательство дискретности энергии атома- при неупругих столкновениях электронов с атомами, энергия электронов меняеется дискретными порциями

· Опяты Штерна и Герлаха-подтверждение квантования проекции вектора магнитного момента атомов- т.к. магнитный момент атомов направлен в пространстве произвольно, то пучок атомов, прошедший ммагнитное поле, должен оставить на фотопленке «размазанное» пятно, а оставляет несколько точек, как будто проекция момента на поле принимает дискретный набор значений

3.Принцип неопределённости

Он задаёт теоретический предел точности одновременного измерения некоторых пар величин. Например, оказывается, невозможно одновременно точно измерить и координату, и импульс. Или и энергию, и время. Вернер Гейзенберг постулировал этот принцип в 1927г

4.Уравнение Шредингера

Шредингер предложил описывать движение микрочастиц с помощью уравнения, которое связывает энергтю, координаты и волновую функцию Ψ (пси)-характеризуе свойства квантовой системы.