Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика
§ 197. Единицы заряда, массы и энергии в атомной физике
жүктеу/скачать 6,71 Mb. Pdf көрінісі
|
Ð Ð Ð½Ð Ñ Ð ÐµÑ Ð³ Ð Ð ÐÐ ÐµÐ¼ÐµÐ½Ñ Ð Ñ Ð½Ñ Ð¹ Ñ Ñ ÐµÐ
| § 197. Единицы заряда, массы и энергии в атомной физике.
Итак, заряд любой частицы содержит всегда целое число эле- ментарных зарядов. Для частицы атомных размеров это целое число будет к тому же и небольшим. Ввиду этого в атомной фи- зике удобно з а е д и н и ц у э л е к т р и ч е с к о г о з а р я д а принять элементарный заряд e = 1,60 · 10 −
Кл. З а е д и н и- ц у м а с с ы в атомной физике принимается 1/12 массы атома изотопа углерода 12 C. Атомная масса этого изотопа равна 12, а молярная масса M = 12 · 10
− 3 кг/моль. Поэтому атомная едини- ца массы (а. е. м.) равна 1 а. е. м. = 1 12
N A = 1 12 12 · 10 −3 6,02 · 10 23 кг = 1,66 · 10 −
кг. Атомную единицу массы можно определить также как массу атома элемента с атомной массой 1. Поэтому масса атома (точнее ее средняя величина), выраженная в атомных единицах массы, равна атомной массе элемента. Отметим, что элемента с атомной массой, равной единице, в природе не существует. Атомная масса водорода близка к еди- нице, но несколько больше ее: она равна 1,008. Итак, масса легчайшего из атомов равна 1,008 а. е. м. Е д и н и ц а э н е р г и и, принятая в атомной физике, есть энергия, приобретаемая частицей с зарядом e (например, элек- троном) при прохождении разности потенциалов 1 В. Эта едини- 462 Гл. XXII. Строение атома ца носит название электронвольт и обозначается эВ. Энергия, приобретаемая зарядом при движении в электрическом поле, равна произведению заряда на разность потенциалов начальной и конечной точек пути, поэтому 1 эВ = 1,6 · 10 −
Кл · 1 В = 1,6 · 10 − 19
Из определения электронвольта следует, что электрон, уско- ренный разностью потенциалов U [В], имеет энергию, численно равную U [эВ]. Ион с зарядом 2e, пройдя ту же разность потен- циалов, приобретает энергию 2U [эВ], и т. д. В электронвольтах можно измерять энергию не только заря- женных, но и н е й т р а л ь н ы х частиц. Для примера выразим в электронвольтах энергию атома кислорода (m = 16 а. е. м.), движущегося со скоростью v = 10 3 м/с:
W = mv 2 2 = 16 · 1,66
· 10 −27 · ( 10 3 ) 2 2 = = 1,33
· 10 − 20 Дж = 1,33
· 10 −20 1,6 · 10 −19 эВ = 0,083 эВ. Используются также кратные электронвольту единицы: 1 кэВ = 10 3 эВ,
1 МэВ = 10 6 эВ, 1 ГэВ = 10 9 эВ, 1 ТэВ = 10 12 эВ. жүктеу/скачать 6,71 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|