- •11.Основные законы гидродинамики.Уравнение неразрывности струи
- •26.Торема гаусса и применение
- •27.Электрическое поле заряженной плоскости плоскость
- •28.Электрическое поле заряженной сферы сфера
- •29.Электрическое поле заряженной нити
- •30.Диэлектрики в электрическом поле .Явление поляризации диэлектриков
- •31.Постоянный электрический ток.Закон Ома и Джоуля-Ленца
- •32.Правило Киргофа
- •33.Магнитное поле.Понятие о магнитной индукции.ЗаконБио-саввара –лапаса
- •34.Магнитное поле прямого тока.Магнитное поля кругового тока.
- •35.Понятие магнитного потока.Сила Ампера
- •36.Закон полного тока
- •37.Уравнение Максвелла
- •§1.3. Второе уравнение Максвелла.
- •§1.4. Третье уравнение Максвелла. Закон сохранения заряда.
- •§1.5. Четвертое уравнение Максвелла.
- •38.Волны и их виды.Уравнение плоской волны.Энергия волны
- •39.Звуковые волны их характеристики.
- •40.Явление интерференции.Усл. Макс и мин
- •41.Примеры интерференции света.Меьод Юнга, в тонких пленках, кольца Ньютона
- •43.Дифракция света.Зоны Френеля
- •43.Дифракционная решетка.Угловая и линейная дисперсия.Разрешающая способность
- •44.Явление поляризации свтеа.ЗаконыБрюстера, Малюса
- •45.Двойноелучеприломление света
- •46.Тепловое излучение тела.Законыкиргофа, стефана-больцмана и вина
- •47.Ультрафиолетовая катастрофа, формула планка, квантовая природа излучения
- •48.Основы голографии.Получ. Голографич. Изображ. И их воспроизв.
- •49.Внешний фотоэффект.Уравн. Энштейна для фотоэфекта.Многофотонныйвнешн. Эффект.
- •50.Внутренний фотоэффект
- •51.Рентгеновские лучи, методы получения.Эффекткомптона.Давление света
- •52.Атом резерфорда –бора.Энергия атома водорода и водородоподобных атомов
- •53.Спектры излучения и поглощения атома водорода
- •54.Корпускулярно-волновой дуализм.Гипотеза де-бройля
- •55.Соотношение неопределенностей
- •56.Уравнение шреденгера.Волновая функция и ее физ. Смысл
- •57.Квантование энергии электрона в потенциальной яме.
- •58.Квантовые генераторы.Принцип работы
- •59.Основы зонной теории вещ-ва-проводники, диэлектрики полупрводники
- •60.Собственная и примесная проводимость полупроводников
- •61.Пи-н переход.Свой-ва
- •62.Полупроводниковый диод.Транзистор.Принцип работы
- •63.Строение ядра атома.Деффектмассы,энергия связи
- •64.Явление радиоактивности.З.Радиоактивного распада
- •65.Алфа бетта гамма распады
- •66.Ядерная реакция.Энергия ядерных реакций
64.Явление радиоактивности.З.Радиоактивного распада
Почти 90 % из 2500 известных атомных ядер нестабильны. Нестабильное ядро самопроизвольно превращается в другие ядра с испусканием частиц. Это свойство ядер называется радиоактивностью
Закон радиоактивного распада — физический закон, описывающий зависимость интенсивности радиоактивного распадаот времени и количества радиоактивных атомов в образце
В указанном выше математическом выражении — постоянная распада, которая характеризуетвероятностьрадиоактивного распада за единицу времени и имеющая размерностьс−1. Знак минус указывает на убыль числа радиоактивных ядер со временем.
Решение этого дифференциального уравненияимеет вид:
где — начальное число атомов, то есть число атомов для
Таким образом, число радиоактивных атомов уменьшается со временем по экспоненциальномузакону. Скорость распада, то есть число распадов в единицу времени, также падает экспоненциально. Дифференцируя выражение для зависимости числа атомов от времени, получаем:
где — скорость распада в начальный момент времени
Таким образом, зависимость от времени числа нераспавшихся радиоактивных атомов и скорости распада описывается одной и той же постоянной [
На практике получила большее распространение другая временная характеристика — период полураспада равная времени, в течение которого число радиоактивных атомов или активность образца уменьшаются в 2 раза[4].
Связь этой величины с постоянной распада можно вывести из соотношения откуда:
65.Алфа бетта гамма распады
Альфа-распад. Альфа-распадом называется самопроизвольное превращение атомного ядра с числом протонов Z и нейтронов N в другое (дочернее) ядро, содержащее число протонов Z – 2 и нейтронов N – 2. При этом испускается α-частица – ядро атома гелия . Примером такого процесса может служить α-распад радия:
Альфа-частицы, испускаемые ядрами атомов радия, использовались Резерфордом в опытах по рассеянию на ядрах тяжелых элементов. Скорость α-частиц, испускаемых при α-распаде ядер радия, измеренная по кривизне траектории в магнитном поле, приблизительно равна 1,5·107 м/с, а соответствующая кинетическая энергия около 7,5·10–13 Дж(приблизительно 4,8 МэВ). Эта величина легко может быть определена по известным значениям масс материнского и дочернего ядер и ядра гелия. Хотя скорость вылетающейα-частицы огромна, но она все же составляет только 5 % от скорости света, поэтому при расчете можно пользоваться нерелятивистским выражением для кинетической энергии.
Бета-распад. При бета-распаде из ядра вылетает электрон. Внутри ядер электроны существовать не могут (см. § 6.5), они возникают при β-распаде в результате превращения нейтрона в протон. Этот процесс может происходить не только внутри ядра, но и со свободными нейтронами. Среднее время жизни свободного нейтрона составляет около 15 минут. При распаде нейтрон превращается в протони электрон
Измерения показали, что в этом процессе наблюдается кажущееся нарушение закона сохранения энергии, так как суммарная энергия протона и электрона, возникающих при распаде нейтрона, меньше энергии нейтрона. В 1931 году В. Паули высказал предположение, что при распаде нейтрона выделяется еще одна частица с нулевыми значениями массы и заряда, которая уносит с собой часть энергии. Новая частица получила название нейтрино (маленький нейтрон). Из-за отсутствия у нейтрино заряда и массы эта частица очень слабо взаимодействует с атомами вещества, поэтому ее чрезвычайно трудно обнаружить в эксперименте.
Гамма-распад. В отличие от α- и β-радиоактивности, γ-радиоактивность ядер не связана с изменением внутренней структуры ядра и не сопровождается изменением зарядового или массового чисел. Как при α-, так и при β-распаде дочернее ядро может оказаться в некотором возбужденном состоянии и иметь избыток энергии. Переход ядра из возбужденного состояния в основное сопровождается испусканием одного или нескольких γ-квантов, энергия которых может достигать нескольких МэВ.