27. Строение ядра. Зарядовое и массовое число ядра.

В центре атома сосредоточена основная его масса и весь положительный заряд. Эта область атома получила название ядра.

Размеры атома м, а размеры ядрам масса ядра составляет 99,95% массы атома. В нейтральном атомеZ электронов. Заряд ядра положительный и кратен элементарному заряду Кл. Заряд ядра можно представить как, гдеZ - зарядовое число, оно совпадает с химическим номером таблицы Менделеева и равно числу протонов, входящих в ядро.

Второй важнейшей характеристикой ядра является его масса. Масса ядра оказалась больше суммы масс протонов, входящих в ядро.

Было сделано предположение, что в состав ядра входят нейтральные частицы. В 1932 году Чедвиг открыл нейтроны. Иваненко и Гейзенберг предложили протонно-нейтронную теорию ядра. Ядро расщепляется на протоны и нейтроны. Они называются нуклонами. Общее число нуклонов в ядре называется массовым числом A. Общее число нейтронов равно N=A-Z. Масса покоя протона равна кг, масса нейтрона равнакг.

Ядро химического элемента обозначают тем же символом, что и нейтральный атом , гдеZ - атомный номер (заряд ядра), A - массовое число (число нуклонов в ядре). Ядра с одинаковым зарядовым числом, но с разным массовым, называются изотопами (изотопы различаются числом нейтронов). Ядра с одинаковым массовым числом, но с разным зарядовым, называются изобарами.

28. Свойства ядерных сил.

Особенности ядерных сил:

1. ядерные силы являются силами притяжения

2. ядерные силы короткодействующие (на расстояниях м)

3. ядерные силы не зависят от заряда нуклонов

4. ядерные силы зависят от взаимной ориентации спинов нуклонов (протон и нейтрон образуют дейтрон только при антипараллельной ориентации спинов)

5. ядерные силы обладают свойством насыщения (каждый нуклон взаимодействует с ограниченным числом нуклонов)

6. ядерные силы имеют обменный характер (обмен -мезонами)

7. ядерные силы не центральные

29. Радиоактивность. Альфа и бетта-распад. Правила смещения.

Радиоактивностью называется превращение неустойчивых изотопов одного химического элемента в изотопы другого элемента, сопровождающееся испусканием некоторых частиц. Естественной радиоактивностью называется радиоактивность, наблюдающаяся у существующих в природе неустойчивых изотопов. Искусственной радиоактивностью называется радиоактивность изотопов, полученных в результате ядерных реакций.

Радиоактивное излучение имеет сложный состав. В магнитном поле узкий пучок радиоактивного излучения расщепляется на три компонента:

1. слабо отклоняемый пучок положительных частиц (-излучение)

2. сильно отклоняемый пучок отрицательных частиц (-излучение)

3. не отклоняемый пучок (-излучение)

-частицы – поток ядер гелия с зарядом Z=2e и массовым числом A=4 (). Скорость-частиц равнам/с. Попадая в вещество-частицы активно взаимодействуют с атомами и молекулами, ионизируют и возбуждают его. Когда энергия-частицы уменьшается до теплового движения, она захватывает два электрона и превращается в атом гелия (He). До этого она проходит путь, называемый пробегом. Из-за сильного взаимодействия с веществом пробег малый. Лист бумаги или одежда задерживают -частицы. Лист алюминия толщиной 0,05 мм также задерживает-частицы. Ионизирующая способность-частиц велика и равнапар на длине пробега.

-частицы – это поток электронов, вылетающих из ядер со скоростью м/с. Ядро испускает электрон при превращении нейтрона в протон:

где - обозначение электрона,- электронное антинейтрино.

Ионизирующая способность -частиц в сотни раз меньше, чем у-частиц, а проникающая способность больше.-излучение задерживается слоем алюминия толщиной в 2мм.

Выброс и-частиц сопровождается превращением атомных ядер. Материнским называется ядро испытывающее радиоактивный распад. Возникающее дочерние ядро оказывается возбужденным и его переход в основное состояние сопровождается испусканием-кванта. При всех превращениях выполняются законы сохранения заряда, массы и импульса.

Пусть - материнское ядро,Y - дочернее ядро, тогда справедливы правила смещения:

Из этих правил следует, что в результате - и-распадов ядра атомов радиоактивных элементов превращаются в ядра изотопов других элементов. В ряде случаев дочернее ядро является радиоактивным и возникает цепочка радиоактивных превращений.