ОК -22 Атомное ядро. Элементарные частицы.
| | | | | |
| | | История открытия ядерных частиц:
● 1919г. Резерфорд -бомбардируя α – частицами B, F, Na, Al, Pобнаружил элементарную частицу, имеющую наименьший положительный заряд – протон (1р1).
qp = 1,6 * 10 -19Кл,
mp = 1,6726 * 10 -27кг = 1,00728 а.е.м.
(1 а.е.м. = 1,6605655(86) * 10 -27кг)
Встречается в свободном состоянии в виде ядра атома водорода 1Н1.
● 1920г. Резерфорд предположил наличие в ядре нейтральной частицы – нейтрона.
● 1930г. Боте и Беккерель –обнаружили излучение большой проникающей способности не отклоняющееся в электрическом поле – 0 – лучи.
● 1932г. И. и Ф. Жолио – Кюри– обнаружили протоны высокой энергии при облучении парафина 0 – лучами.
● 1932г. Чедвиг(ученик Резерфорда) – доказал, что 0 – лучи это поток нейтронов (0n1).
qn = 0 Кл,
mn = 1,6749 * 10 -27кг = 1,00866 а.е.м.
В свободном состоянии не встречается, время жизни t ≈ 15,3мин.
| |
| | |  |
| |
| |  |
| |
| | | | | | |
| |  |
| |
| | | Силы, удерживающие нуклоны в ядре называются ядерными силами.
Свойства ядерных сил:
- Относятся к сильному взаимодействию;
- Самые интенсивные силы (в тысячу раз больше кулоновских сил);
- Интенсивность ядерных сил зависит от числа нуклонов в ядре, от взаимной ориентации спинов и т. д.;
- Коротко действующие силы, радиус действия ≈ 10 -15м, определяется комптоновской длиной волны π – мезонов;
- Являются силами притяжения,нуклоны в ядре взаимодействуют только с ближайшими частицами, а не со всеми частицами ядра;
- Обладают изотопической инвариантностью, т.е. являются зарядово – независимыми силами;
- Обладают свойством насыщения(удельная энергия связи слабо меняется при изменении массового числа А, для большинства атомовЕсв уд ≈ 6 – 8 МэВ).
- Взаимодействие носит обменный характер.
Энергия связи – это минимальная работа, которую необходимо совершить, чтобы разделить ядро на составные части.
Есв = Δm c2 Δm = (Npmp + Nnmn) – Mя
Δm – дефект масс.
Есв.уд = 
| |
| | | | | В зависимости от числа протонов и нейтронов в ядре различают устойчивые и неустойчивые ядра.
Устойчивые ядра: «чётно – чётные» ядра.
а) «магические ядра» - ядра, в которых число протонов или число нейтронов равно одному из чисел 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126. (числа называются магическими т.к. отражают периодичность заполнения энергетических оболочек ядра, ядра характеризуются сферической симметрией и химической пассивностью).
б) «дважды магические ядра» - наиболее устойчивые ядра, в них число протонов и число нейтронов является магическим числом. Этих ядер пять: 2He4, 8O16, 20Ca40,20Ca48, 82Pb206.
Неустойчивые ядра: «нечётные ядра».
(При заполнении минимального уровня энергии нуклоны переходят на другой уровень).
Исключение! (ядра элементов, где число протонов и нейтронов одинаково, являются устойчивыми)
1H2, 3Li6, 5B10, 7N14.
| |
| |
Исследование элементарных частиц
Осуществляется с помощью ядерных
Реакторов и ускорителей элементарных
Частиц.
16 мин
0n1 1р1 + - 1е0 + ν̃ е; 1р1 + 1р1 1р1 + λ0 + 1К +
- 1е0 + + 1е0 0γ0 + 0γ0; 1π+ 1р1 + 0n1 1μ+ + νμ.
Все элементарные частицы тождественны сами себе по своим свойствам, но не по своим состояниям.
Одинаковые частицы с полуцелым спином не могут находиться в одном и том же энергетическом состоянии. (принцип Паули)
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | По времени жизни:
· Стабильные;
· Нестабильные.
| |
| | | | Элементарные частицы
(частицы и античастицы).
| |
| | | |  |
| |
| |
| | |  | |  | |  |
| |
| | | | | | По спину:
- Фермионы – частицы с полуцелым спином;
- Бозоны – частицы с целым спином.
| |
| |
| |
| | | | | По взаимодействию:
· Адроны – частицы участвующие в сильном взаимодействии;
· Лептоны - частицы не участвующие в сильном взаимодействии;
| |
| |
| |
| |
| | |  | |  |
| |
| |
| | | | Слабое взаимодействие – это одно из фундаментальных взаимодействий, отвечающее за взаимодействие элементарных частиц.
| |
| |
| | |  |
| |
| |  | |  |
| |
| |  |
| |
