- •2. Основные законы геом. Оптики:
- •Применение принципа Ферма к доказательству законов отражения и преломления
- •5. Призмы
- •6. Тонкие линзы. Формула тонкой линзы.
- •7. Построение изображений в линзах
- •8. Глаз как оптический прибор. Лупа, микроскоп, фотоаппарат.
- •9. Интерференция света. Оптическая разность хода. Условия максимума и минимума при интерференции.
- •10. Методы получения когерентных волн. 2-хлучевые интерференционные схемы по методу деления фронта волны.
- •11-12. 2-Хлучевые интерференционные схемы по методу деления амплитуды фронта волны.(полосы равного наклона)
- •13.Кольца Ньютона
- •14. Дифракция света. Положения принципа Гюйгенса-Френеля. Зоны Френеля.
- •15. Выводы из метода зон Френеля. Зонные пластинки.
- •16. Дифракция света Фраунгофера на щели.
- •17. Дифракционная решётка. Спектральные харак-и дифр. Решётки.
- •18. Естественный и поляризованный свет. Виды поляризации.
- •20. Закон Малюса.
- •21. Дисперсия света. Нормальная и аномальная дисперсия.
- •22. Поглощение света. Закон Бугера-Ламберта.
- •23. Рассеяние света. Закон Релея. Молекулярное рассеяние. Цвета неба и зорь.
- •24. Фотоэффект. Законы фотоэффекта.
- •Законы фотоэффекта
- •25. Гипотеза Планка. Фотоны. Уравнение Энштейна для фотоэффекта. Корпускулярно-волновой дуализм.
- •28. Опыт Резерфорда. Планетарная модель атома.
- •29. Постулаты Бора. Недостатки теории Бора.
- •30. Опыт Франка и Герца.
- •31. Модель атомов водорода по Бору.
- •32. Строение и основные характеристики атомных ядер.
- •33.Дефект массы. Энергия связи и устойчивости ядер.
- •34. Ядерные силы и их основные свойства.
- •35. Радиоактивный распад. Закон радиоактивного превращения.
- •36. - Распад, правило смещения при - распаде.- излучение.
- •37. Β- превращения, правила смещения при β-превращениях.
- •38. Ядерные реакции. Деление ядер. Цепные реакции.
- •39. Реакции синтеза и условия их осуществления. Использование ядерной энергетики.
33.Дефект массы. Энергия связи и устойчивости ядер.
Дефе́кт ма́ссы — разность между массой покоя атомного ядра данного изотопа, выраженной в атомных единицах массы, и массовым числомданного изотопа. В современной науке для обозначения этой разницы пользуются термином избыток массы (англ. mass excess). Как правило,избыток массы выражается в кэВ.
Энергия связи.Большая энергия связи нуклонов, входящих в ядро, говорит о существовании ядерных сил, поскольку известныегравитационные силы слишком малы, чтобы преодолеть взаимное электростатическое отталкивание протонов в ядре. Связь нуклонов осуществляется чрезвычайно короткоживущими силами, которые возникают вследствие непрерывного обмена частицами, называемыми пи-мезонами, между нуклонами в ядре.
Экспериментально было обнаружено, что для всех стабильных ядер масса ядра больше суммы масс составляющих его нуклонов, взятых по отдельности. Эта разница называется дефектом массы или избытком массы и определяется соотношением:
,
где и — массы свободного протона и нейтрона, — масса ядра.
Согласно принципу эквивалентности массы и энергии дефект массы представляет собой массу, эквивалентнуюработе, затраченной ядерными силами, чтобы собрать все нуклоны вместе при образовании ядра. Эта величина равна изменению потенциальной энергии нуклонов в результате их объединения в ядро.
Энергия, эквивалентная дефекту массы, называется энергией связи ядра и равна:
,
где — скорость света в вакууме.
Другим важным параметром ядра является энергия связи, приходящаяся на один нуклон ядра, которую можно вычислить, разделив энергию связи ядра на число содержащихся в нём нуклонов:
Эта величина представляет собой среднюю энергию, которую нужно затратить, чтобы удалить один нуклон из ядра, или среднее изменение энергии связи ядра, когда свободный протон или нейтрон поглощается в нём.
Как видно из поясняющего рисунка, при малых значениях массовых чисел удельная энергия связи ядер резко возрастает и достигает максимума при (примерно 8,8 Мэв). Нуклиды с такими массовыми числами наиболее устойчивы. С дальнейшим ростом средняя энергия связи уменьшается, однако в широком интервале массовых чисел значение энергии почти постоянно ( МэВ), из чего следует, что можно записать .
Такой характер поведения средней энергии связи указывает на свойство ядерных сил достигать насыщения, то есть на возможность взаимодействия нуклона только с малым числом «партнёров». Если бы ядерные силы не обладали свойством насыщения, то в пределах радиуса действия ядерных сил каждый нуклон взаимодействовал бы с каждым из остальных и энергия взаимодействия была бы пропорциональна , а средняя энергия связи одного нуклона не была бы постоянной у разных ядер, а возрастала бы с ростом .
Общая закономерность зависимости энергии связи от массового числа описывается формулой Вайцзеккера в рамках теории капельной модели ядра[1][2][8][9].
Устойчивость ядер. Из факта убывания средней энергии связи для нуклидов с массовыми числами больше или меньше 50-60 следует, что для ядер с малыми энергетически выгоден процесс слияния — термоядерный синтез, приводящий к увеличению массового числа, а для ядер с большими — процесс деления. В настоящее время оба этих процесса, приводящих к выделению энергии, осуществлены, причём последний лежит в основе современной ядерной энергетики, а первый находится в стадии разработки.
Детальные исследования показали, что устойчивость ядер также существенно зависит от параметра — отношения чисел нейтронов и протонов. В среднем для наиболее стабильных ядер[10] , поэтому ядра лёгких нуклидов наиболее устойчивы при , а с ростом массового числа всё более заметным становится электростатическое отталкивание между протонами, и область устойчивости сдвигается в сторону (см. поясняющий рисунок).
Если рассмотреть таблицу стабильных нуклидов, встречающихся в природе, можно обратить внимание на их распределение по чётным и нечётным значениям и . Все ядра с чётными значениями этих величин являются ядрами лёгких нуклидов , , , . Среди изобар с нечётными A, как правило, стабилен лишь один. В случае же чётных часто встречаются по два, три и более стабильных изобар, следовательно, наиболее стабильны чётно-чётные, наименее — нечётно-нечётные. Это явления свидетельствует о том, что как нейтроны, так и протоны, проявляют тенденцию группироваться парами с антипараллельными спинами, что приводит к нарушению плавности вышеописанной зависимости энергии связи от [1].
Таким образом, чётность числа протонов или нейтронов создаёт некоторый запас устойчивости, который приводит к возможности существования нескольких стабильных нуклидов, различающихся соответственно по числу нейтронов для изотопов и по числу протонов для изотонов. Также чётность числа нейтронов в составе тяжёлых ядер определяет их способность делиться под воздействием нейтронов[