Презентация «Атомное ядро. Нуклонная модель ядра. Энергия связи нуклонов в ядре. Естественная радиоактивность. Закон радиоактивного распада»

Тема: Атомное ядро. Нуклонная модель ядра. Энергия связи нуклонов в ядре. Естественная радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Заряд электронаПорядковый номер химического элемента (зарядовое число)Элементарный заряд Заряд атомного ядра. Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле Масса атомного ядра Масса ядра атомаЗаряд атомного ядраИндукция магнитного поляРадиус окружностиСкорость Единицы измерения в ядерной физике . Самое большое расстояние в ядерной физике – радиус атома – всего лишь 10-10 м. Единица длины в ядерной физике называется ферми: 1 фм=10-15 м. За единицу массы атома принято считать 1/12 часть массы атома . Эту единицу называют атомной единицей массы (а.е.м.): 1 а.е.м.=1,660546*10-27 кг, 1 кг=6,023091*1026 а.е.м.Относительная атомная масса показывает, сколько атомных единиц массы содержится в абсолютной атомной массе. Например, для водорода =1,00783, для углерода =12,0, для кислорода =15,99482.В ядерной физике энергию выражают в электронвольтах: 1 эВ=1,6*10-19 Дж. Чаще всего применяют кратные величины: 1 кэВ=103 эВ; 1 МэВ=106 эВ; 1 ГэВ=109 эВ. Формы и размеры атомного ядра Радиус ядраМассовое число =1,02*10-15 м радиус первой орбиты - масса ядра =2,7*1017 кг/м3 – плотность вещества Объем сферыРадиус сферы Открытие протона При бомбардировке - частицами почти всегда наблюдался вылет ядра атома водорода. Все это доказывало, что в состав ядра входит ядро атома водорода. Это ядро атома водорода назвали протоном (от греч. – «первый»).Протон положительно заряжен, и его заряд равен по величине элементарному заряду е=1,6* Кл. Масса протона =1,6726*10-27 кг=1,00728 а.е.м.=938,27 МэВ. Открытие нейтрона Гипотетическую частицу назвали нейтроном. Электрический заряд нейтрона равен нулю, поэтому эта частица обладает высокой проницаемостью через вещество. По современным данным, масса нейтрона равна: =1,6749* кг=1,00866 а.е.м.=939,56 МэВ Состав атомного ядра А=Z+N Где N- число нейтронов в ядре Z- атомный номер в таблице Менделеева А- массовое число Изотопы Изотопы - это разновидности атомов данного химического элемента, обладающие одинаковым зарядом, но различающиеся массой. Измерения масс изотопов показывают, что они всегда выражаются в а.е.м. числами, близкими к целым. Атомные массы изотопов называются изотопными массами.Ядра с одинаковыми массовыми числами А, но с различными зарядами и Z называются изобарами (т.е. одинаково тяжелыми). Силы притяжения, связывающие протоны и нейтроны называются ядерными силами.Свойства ядерных сил:- являются только силами притяжения;- во много раз больше кулоновских сил;- не зависит от наличия заряда;- взаимодействуют с ограниченным числом нуклонов;- короткодействующие: заметны на r=2,2* - не являются центральными; Алгоритм решения задач №1 1.Записать А, , и ( ) вычислить по формуле ;2.Выписать в дано массы покоя: =0,00055 а.е.м. =1,00728 а.е.м. =1,00867 а.е.м.3.Выписать из таблицы №13 стр.167 некоторых изотопов.4.Вычислить массу ядра по формуле: 5.Вычислить дефект массы: 6. Вычислить энергию связи по формуле: МэВ7. Зависимость энергии связи от массового числа 40 A 100, А>100, плавно убываетА<40, скачкообразно убываетМаксимальной удельной энергией обладают ядра, у которых число протонов и нейтронов четное, а минимальной – ядра, у которых число протонов и нейтронов нечетное. Виды радиоактивности. Естественная радиоактивность- радиоактивность, наблюдаемая у неустойчивых изотопов, существующих в природе. Искусственная радиоактивность- радиоактивность изотопов, полученных искусственно при ядерных реакциях. Свойства радиоактивных излучений Вид излучения Природа излучения Проникающая способность Альфа-излучение Ядра атомов гелия Наименьшая Слой бумаги толщиной 0.1 мм непрозрачен Бетта-излучение Испускаются электроны и позитроны. В этих реакциях образуется нейтрино Задерживает алюминиевая пластина толщиной в несколько мм Гамма-излучение Коротковолновое электромагнитное излучение НаибольшаяПроникающая способность больше, чем у рентгеновского излучения α(альфа) – распадПревращения атомных ядер, сопровождаемые испусканием α-частиц (ядро гелия 42Не) называется α – распадом.А – массовое число, Z – зарядовое число АZX А-4Z-2Y 42 α + + γ Символ «материнского» ядра Символ «дочернего» ядра Ядро гелия42Не Электро- магнитное излучение γ – излучение испускается ядром А-4Z-2Y при переходе из возбужденного состояния в стационарное Правило смещения β(бета) – распадПревращения атомных ядер, сопровождаемые испусканием потока электронов называется β – распадом.А – массовое число, Z – зарядовое число АZX АZ+1Y 0-1 e + + γ Протон-нейтронное строение ядра теоретически исключает возможность вылета из ядра электронов, т.к. их в ядре нет. Э. Ферми разработал теорию β – распада. Символ «материнского» ядра Символ «дочернего» ядра Электрон Электро- магнитное излучение α - распад зарядовое число массовое число (число нуклонов) Закон сохранения зарядового числа: 88 = 86 +2Закон сохранения числа нуклонов (массового числа): 226 = 222 + 4 Иллюстрация законов сохранения22688Ra 22286Rh + 42He Закон радиоактивного распада Зависимость распада ядер от времени: Где - основание натурального логарифма, е=2,718…; - число ядер в начальный момент времени (t0=0) - число нераспавшихся ядер за время t - постоянная распада (единица измерения с-1) t - время; Статистический закон радиоактивного распада Закон радиоактивного распада открыли Э.Резерфорд и Ф.Содди в 1902г. Используя период полураспада, формулу можно переписать так: - наличное число атомов,N – число нераспавшихся атомов - число распавшихся атомов Время жизни радиоактивных ядер:Среднее время жизни ядра пропорционально периоду полураспада.Величина, определяемая числом ядер распавшихся за единицу времени , называется активностью (А) радиоактивного препарата:Единица измерения активности в международной системе единиц – беккерель Единицы измерения [А]=1Бк = 1 распад/1с1Ки=3,7* Бк1мКи=3,7* Бк