Дәріс тезистері 1-дәріс. Атомның ядролық моделі
жүктеу/скачать 5,99 Mb. Pdf көрінісі
|
ДӘРІСтер АЯжҚД физикасы
- Бұл бет үшін навигация:
- 8.2. Массаның ақауы және ядроның байланыс энергиясы Көптеген ядролар орнықты болғандықтан, нуклондар арасында ядролық (күшті) әсерлесу
- Ядролық әсерлесу
- Ядролардың байланыс энергиясы
- Ядроның байланыс энергиясы
| Изотоптар
деп Z атомдық нөмірі (заряды немесе протондар саны) бірдей, A массалық саны (яғни нейтрондар саны N = A − Z ) әр түрлі ядроларды айтады. Мысалы сутегінің изотоптары ( Z = 1 ) : протий – 1 1 Н ( Z = 1, N = 0 ) , дейтерий – 1 2 Н ( Z = 1, N = 1 ) , тритий – 1 3 Н ( Z = 1, N = 2 ) . Изобаралар деп A массалық саны бірдей, Z атомдық нөмірі әр түрлі ядроларды айтады. Мысалы, 81 210 Тl (таллий), 82 210 Pb (қорғасын), 83 210 Bi (висмут). Изотондар деп N = A − Z нейтрондар саны бірдей ядроларды айтады. Мысалы, 6 13 С (көміртегі), 7 14 N (азот), 8 15 O (оттегі). 27 Атом ядросы терминімен қатар нуклид термині жиі қолданылады. Табиғаттағы элементтердің ең ауыры – 92 238 U уран изотопы. 92-ден жоғары атомдық нөмірі бар элементтерді трансурандық элементтер деп атайды. Олардың барлығы түрлі ядролық реакциялар нәтижесінде жасанды түрде алынған. Ядроның өлшемі ядроның радиусымен сипатталады. Ядро радиусы үшін эмпирикалық формула мына түрде жазылады: R = R 0 3 √ A , мұндағы R 0 =( 1,3 ÷ 1,7 )⋅ 10 − 15 м - ядро көлемі ондағы нуклондар санына пропорционал екені тұжырымдауға болады. Олай болса, ядро затының тығыздығы барлық ядролар үшін бірдей (≈ 10 17 кг/м 3 ) . 8.2. Массаның ақауы және ядроның байланыс энергиясы Көптеген ядролар орнықты болғандықтан, нуклондар арасында ядролық (күшті) әсерлесу бар. Ядролық әсерлесу дегеніміз таңбасы бірдей зарядталған протондардың тебілетініне қарамастан, ядролардың орнықтылығын қамтамасыз ететін тартылыс күші. Ядролардың байланыс энергиясы Е байл дегеніміз ядроны құраушы нуклондарға кинетикалық энергия бермей-ақ, ядроны нуклондарға ажыратуға жасалатын жұмысқа тең физикалық шама. Энергияның сақталу заңынан ядро түзілген кезде, ядроны оны құраушы нуклондарға ажыратқан кезде жұмсалатындай энергия бөлінуі қажет. Ядроның байланыс энергиясы ядродағы барлық нуклондар энергиялары мен олардың еркін күйдегі энергиялары арасындағы айырымы болып табылады. Атом ядросындағы нуклондардың байланыс энергиясы: Е байл = mc 2 = [ Zm p +( A − Z ) m n − m Я ] с 2 = [ Zm Н +( A − Z ) m n − М а ] с 2 , мұндағы m p , m n , m Я − сәйкесіншепротонның, нейтронның және ядроның массалары; m Н = m p + m n − 1 1 Н сутегі атомының массасы; М а − берілген заттың атомдық массасы. Байланыс энергиясына сәйкескелетін Δm массасы Δm = Е байл c 2 = Zm p +( A − Z ) m n − m Я ядро массасының ақауы деп аталады. Барлық нуклондардың массасы олардан ядро түзілген кезде осы шамаға азаяды. Меншікті байланыс энергиясы деп бір нуклонға келетін байланыс энергиясын айтады: Δε байл = Е байл А . Ол атомдық ядролардың орнықтылығын (мықтылығын) сипаттайды, яғни Δε байл көп болған сайын, ядро орнықты болады. Суретте меншікті байланыс энергиясының массалық санға тәуелділігі келтірілген. Көбіне Периодтық кестенің ортаңғы бөлігіндегі ядролар 28 ( 28 < A < 138 ) орнықты болып келеді. Бұл ядроларда Δε байл ≈ 8,7 МэВ құрайды (салыстыру үшін, атомдағы валенттік электронның байланыс энергиясы шамамен 10 эВ , яғни миллион есе аз екенін көруге болады). Ауыр ядроларға қарай өткен сайын меншікті байланыс энергиясы азая береді, ядродағы протондар саны артқан сайын олардың кулондық тебілу энергиясы да арта береді (мысалы, уран 92 238 U үшін ол 7,6 МэВ құрайды). Сондықтан нуклондар арасындағы байланыс күштілігі азайып, ал ядроның орнықтылығы да кемиді. 1) Ауыр ядроларды жеңілірек ядроларға бөлу; 2) жеңіл ядролардың бір бірімен ауырырақ ядроға бірігуі жүктеу/скачать 5,99 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|