Атом и атомное ядро (к задачнику Рымкевича для 10-11 классов)

Атом и атомное ядро к задачнику по физике за 10-11 классы «Физика. 10-11 класс. Пособие для общеобразовательных учебных заведений» Рымкевич А.П.

Атом состоит из положительно заряженного ядра и электронов, движущихся вокруг него. Рассмотрим модель атома Бора. В ее основе лежат следующие предположения (постулаты Бора):

Существуют стационарные орбиты, при вращении на которых электрон не излучает.

При переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую выделяется или поглощается квант энергии hv: En - Em = hv, где

En и Em — энергии электрона на n-ой и m-ой орбитах.

Атомная модель Бора находится в противоречии с классической теорией, где электрон, движущийся с ускорением, излучает всегда. Модель Бора позволяет количественно описывать только атом водорода. Из постулатов Бора можно вывести формулу Бальмера:

где λ — длина волны излучения,

— постоянная Ридберга для водорода, n и m-номера энергетических орбит.

Ядро состоит из нейтронов и протонов. Протон — это положительно заряженная частица с зарядом, равным по модулю заряду электрона, и массой примерно в 1800 раз большей массы электрона. Нейтрон — это электрически нейтральная частица с массой примерно равной массе протона.

Большинство ядер стабильны, но в природе существуют ядра, способные превращаться в другие. Такие ядра называют радиоактивными. К основным типам радиоактивных превращений относят: α — распад (излучение ядра гелия), β— распад (излучение электрона), γ — распад (излучение γ — кванта).

Пусть в начальный момент времени было N0 ядер. Через время T в результате радиоактивного распада ядер стало N0/2. Время T называется периодом полураспада. Количество ядер N через время t выражается формулой:

Энергия связи ядра ЕСВ определяется работой, которую нужно совершить, чтобы расщепить ядро на нейтроны и протоны. Она выражается формулой:

где дефект массы

Z — число протонов массы mp, N — число нейтронов массы mn, M — масса ядра, c — скорость света.

Наверх