Файл: Изотопы. Открытие нейтрона. Строение атомного ядра. Ядерные силы. Модель ядра.ppt

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

Открытие нейтрона.

В 1932 г. ученый Чедвик экспериментально исследовал излучение, возникающее при облучении α – частицами, и обнаружил, что это излучение представляет собой поток
нейтральных частиц с массой примерно равной массе протона.

Так был открыт нейтрон – нейтральная элементарная частица с массой, превышающей массу протона на 2,5 электронных масс.

Упрощенная схема установки для обнаружения нейтронов.

1)При бомбардировке бериллия α-частицами протоны не появлялись.
Обнаружили излучение, способное преодолеть преграду – свинцовую пластину(10-12см).
2)Ирен Жолио-Кюри и Фредерик Жолио-Кюри обнаружили, что если на пути излучения поставить парафиновую пластину, то ионизирующая способность этого излучения резко возрастает.
3)Излучение выбивает из парафиновой пластины протоны, которые обнаружили с помощью камеры Вильсона.
4)Чедвик предположил, что энергия γ – квантов равна 90 МэВ.
5)Из бериллия вылетали тяжелые частицы, обладающие большой проницательной способностью, но не ионизировали газ, т.е. были электрически нейтральными → нейтрон.