Файл: Строение атомного ядра Ядерные силы Модель ядра.ppt

Строение атомного ядра Ядерные силы

Модель ядра

Иваненко и Гейзенберг (1932 г) предложили
протонно-нейтронную модель атомного ядра


Ядро


Нуклоны


Протоны


Нейтроны


(1904-1994)


(1901-1976)

Состав атомного ядра

Состав атомного ядра
Общее число нуклонов в данном ядре называется массовым числом, обозначается
Число протонов в ядре называется зарядовым числом, обозначается
(оно равно номеру химического элемента)
Число нейтронов в ядре обозначается
Ядро атома обозначают так же, как и соответствующий химический элемент, ставя перед ним вверху – массовое число, а внизу - зарядовое число
Например:


Z


N


Протонно-нейтронная модель ядра


Ядро


+


протон


нейтрон


Z – число протонов в ядре


N – число нейтронов в ядре


А = Z+N – массовое число


А = М (округляют до целого числа)


Сколько протонов и нейтронов содержится в ядре изотопов урана?


А)


Б)


А=235
Z=92
N=A-Z = 235-92=143


А=238
Z=92
N=A-Z = 238-92=146

Изотопы

У одного и того же химического элемента встречаются атомы с различными по массе ядрами.
Ядра с одинаковым зарядом, но разными массами назвали изотопами.
Изотопы (от греческих слов isos – одинаковый и topos – место) имеют одинаковый порядковый номер в таблице Менделеева
У изотопов одинаковое число протонов, но разное число нейтронов.
Изотопы имеют разные физические свойства
Например: водород имеет три изотопа


протий


дейтерий


тритий


99,985%


0,015%


Природный изотопный состав Н


С 1906 г. известно


М = 35,457


М = 238,0289

Какие силы обеспечивают устойчивость атомного ядра?

Вариант ответа: Гравитационные силы
Ответ неверный, так как эти силы значительно меньше электростатических сил отталкивания между протонами.
Современные учёные для объяснения устойчивости ядра используют понятие

---

ядерных сил
Ядерные силы – это силы, действующие между нуклонами в ядре и обеспечивающие существование устойчивых ядер


Ядерные силы относятся к сильному взаимодействию

Свойства ядерных сил

Ядерные силы - это силы притяжения, так как они удерживают нуклоны внутри ядра (при очень сильном сближении нуклонов ядерные силы между ними имеют характер отталкивания).
Ядерные силы – это не электрические силы, так как они действуют не только между протонами, но и между не имеющими зарядов нейтронами, и не гравитационные, которые слишком малы для объяснения ядерных эффектов.
Изучение степени связанности нуклонов в разных ядрах показывают, что ядерные силы обладают свойством насыщения, аналогичным валентности химических сил.


В соответствии с этим свойством ядерных сил один и тот же нуклон взаимодействует не со всеми остальными нуклонами ядра, а только с несколькими соседними.

Свойства ядерных сил

Важнейшим свойством ядерных сил является их зарядовая независимость, то есть тождественность трёх типов ядерного взаимодействия: между двумя протонами, между протоном и нейтроном, и между двумя нейтронами.
Область действия ядерных сил, ничтожно мала. Радиус их действия 10 -13 м. При больших расстояниях между частицами ядерное взаимодействие не проявляется.
Ядерные силы (в той области, где они действуют) очень интенсивные. Их интенсивность значительно больше интенсивности электромагнитных сил, так как ядерные силы удерживают внутри ядра, одноимённо заряженные протоны, отталкивающиеся друг от друга с огромными электрическими силами.


С увеличением расстояния очень быстро убывают. (на расстоянии их действием можно пренебречь)




1. Сколько нуклонов содержат ядра:


2. Определите нуклоновый состав ядер:


3. Назовите химический элемент, в атомном ядре которого содержатся нуклоны:


А). 7p + 7n


Б). 18p + 22n


В). 33p + 42n


Г). 84p + 126n


Решение задач


РАДИОАКТИВНОСТЬ


Открытие рентгеновских лучей дало толчок новым исследованиям. Их изучение привело к новым открытиям, одним из которых явилось открытие

---

радиоактивности.
Примерно с середины XIX стали появляться экспериментальные факты, которые ставили под сомнение представления о неделимости атомов. Результаты этих экспериментов наводили на мысль о том, что атомы имеют сложную структуру и что в их состав входят электрически заряженные частицы.

Наиболее ярким свидетельством сложного строения атома явилось открытие явления радиоактивности, сделанное французским физиком Анри Беккерелем в 1896 году.

Ученые пришли к выводу, что радиоактивность представляет собой самопроизвольный процесс, происходящий в атомах радиоактивных элементов. Теперь это явления определяют как самопроизвольное превращение неустойчивого изотопа одного химического элемента в изотоп другого элемента; при этом происходит испускание электронов, протонов, нейтронов или ядер гелия (α-частиц).



Мария и Пьер Кюри в лаборатории


СУПРУГИ КЮРИ

За 10 лет совместной работы они сделали очень многое для изучения явления радиоактивности. Это был беззаветный труд во имя науки – в плохо оборудованной лаборатории и при отсутствии необходимых средств.

Опыт Резерфорда


Виды радиоактивного излучения


a - лучи


 - лучи


b - лучи


 - частица – ядро атома гелия. - лучи обладают наименьшей проникающей способностью. Слой бумаги толщиной около 0,1 мм для них уже не прозрачен. Слабо отклоняются в магнитном поле.
У - частицы на каждый из двух элементарных зарядов приходится две атомные единицы массы. Резерфорд доказал, что при радиоактивном a - распаде образуется гелий.


β - частицы представляют собой электроны, движущиеся со скоростями, очень близкими к скорости света. Они сильно отклоняются как в магнитном, так и в электрическом поле. β – лучи гораздо меньше поглощаются при прохождении через вещество. Алюминиевая пластинка полностью их задерживает только при толщине в несколько миллиметров.


 - лучи представляют собой электромагнитные волны. По своим свойствам очень сильно напоминают рентгеновские, но только их проникающая способность гораздо больше, чем у рентгеновских лучей. Не отклоняются магнитным полем. Обладают наибольшей проникающей способностью. Слой свинца толщиной в 1 см не является для них непреодолимой преградой. При прохождении  – лучей через такой слой свинца их интенсивность убывает лишь вдвое.

---

Испуская α – и  - излучение, атомы радиоактивного элемента изменяются, превращаясь в атомы нового элемента.
В этом смысле испускание радиоактивных излучений называют радиоактивным распадом.
Правила, указывающие смещение элемента в периодической системе, вызванное распадом, называются правилами смещения.


Виды радиоактивного распада


a –распад


 -распад


b -распад


 – распадом называется самопроизвольный распад атомного ядра на  – частицу (ядро атома гелия ) и ядро-продукт. Продукт a – распада оказывается смещенным на две клетки к началу периодической системы Менделеева.


 – распадом называется самопроизвольное превращение атомного ядра путем испускания электрона. Ядро – продукт бета-распада оказывается ядром одного из изотопов элемента с порядковым номером в таблице Менделеева на единицу большим порядкового номера исходного ядра.


 – излучение не сопровождается изменением заряда; масса же ядра меняется ничтожно мало.





Радиоактивный распад


Радиоактивный распад – радиоактивное (самопроизвольное) превращение исходного (материнского) ядра в новые (дочерние) ядра.


Для каждого радиоактивного вещества существует определенный интервал времени, на протяжении которого активность убывает в два раза.


Закон радиоактивного распада


Период полураспада Т – это время, в течение которого распадается половина наличного числа радиоактивных атомов.


N0 – число радиоактивных атомов в начальный момент времени.
N – число нераспавшихся атомов в любой момент времени.

---