25. Сверхпроводимость. Физические свойства сверхпроводников. Теория бкш. Высокотемпературная сверхпроводимость.

Сверхпроводимость – свойство многих проводников, состоящее в том, что их электрическое сопротивление скачком изменяется до нуля при охлаждении ниже определенной температуры Т_k, характерной для данного материала. Оно характеризуется также эффектом Мейснера, заключающемся в полном вытеснении магнитного поля из объема сверхпроводника. В соответствии с теорией БКШ (Бардина – Купера – Шриффера) при переходе проводника в сверхпроводящее состояние происходит образование куперовских электронных пар с результирующим спином и импульсом, равными нулю, и их бозе- конденсация, в результате чего в энергетическом спектре свободных электронов в области Ферми возникает щель запрещенных значений энергии. Сверхпроводимость обнаружена у более чем 25 металлических элементов, у большого числа сплавов и интерметаллических соединений, а также у некоторых полупроводников. Диапазон энергий, соответствующий щели запрещенных значений энергии сверхпроводника: ∆Е=k_Б T_k. Квант магнитного потока: Ф₀=hc/2e.

26. Свойства и характеристика ядер. Нейтрон и протон, их свойства. Энергия связи ядра.

Ядро характеризуется массовым и зарядовым числом. Изотопы – элементы, в которых зарядовые числа совпадают, а массовые отличаются. Изобары – массовое число одинаково. Изотоны – элементы, у которых одинаковое N=A-Z. Изомеры – одни и те же элементы, существующие в нескольких модификациях (разный период полураспада). Радиус ядра: R=1,3A^1/3 ферми, где 1 ферми=10^-15 м. Масса ядра всегда меньше суммы масс входящих в нее протонов из-за энергии связи – работа, которую нужно затратить, чтобы разделить ядро на нуклоны и отнести его на расстояние, при котором они не взаимодействуют: E_св =c² ((Zm_H +Nm_n)- m_я). Нейтрон (n), не обладает эл. зарядом, m= 939,5МэВ, s=1/2. В свободном состоянии распадаются: n→p+e^-+ . Протон (p) обладает зарядом, равным заряду электрона, но положительным, s=1/2, m_p=938,2МэВ.

27. Свойства и модель ядерных сил. Капельная модель ядра. Формула Вейцзеккера для энергии связи. Оболочечная модель ядра.

Свойства ядерных сил: короткодействие; сильное взаимодействие не зависит от заряда нуклона; зависят от взаимной ориентации спинов взаимодействующих нуклонов; обладают свойством насыщения. Ядерные силы представляют собой виртуальный обмен мюонами. В капельной модели ядро рассматривается как сферическая капля несжимаемой заряженной ядерной жидкости радиуса R = r₀A^1/3. То есть в энергии связи ядра учитываются объемная, поверхностная и кулоновская энергии. Дополнительно учитываются выходящие за рамки чисто капельных представлений энергия симметрии и энергия спаривания. В рамках этой модели можно получить полуэмпирическую формулу Вайцзеккера для энергии связи ядра: E_св(A,Z) = a₁A - a₂A^2/3 - a₃Z²/A^1/3 - a₄(A/2 - Z)²/A + a₅A^-3/4. Первое слагаемое в энергии связи ядра, подобного жидкой капле,  пропорционально массовому числу A  и описывает примерное постоянство удельной энергии связи ядер. Второе - поверхностная энергия ядра уменьшает полную энергию связи, так как нуклоны, находящиеся на поверхности имеют меньше связей, чем частицы внутри ядра. Третье в энергии связи обусловлено кулоновским взаимодействием протонов. В капельной модели предполагается, что электрический заряд протонов равномерно распределен внутри сферы радиуса R = r₀A^1/3. Четвертое - энергия симметрии ядра отражает тенденцию к стабильности ядер с N = Z. Пятое- энергия спаривания учитывает повышенную стабильность основных состояний ядер с четным числом протонов и нейтронов. Оболочечная модель ядра: в оболочках может находиться нейтронов и протонов: 2,8,20,28,50,82,126,152.