Атомдық ядро туралы реферат қазақша

Атомдық ядро дегеніміз — Зерттеу атом ядросының айналысуға мәжбүрлейді қарапайым бөлшектер. Мұның себебі айқын: ядроларындағы атомдар бөлшектер аз, бұл қасиеттері әр олардың әрқайсысы жеке-жеке емес, усредняются, ал, керісінше, ойнайды, анықтаушы рөлі. 1.1 Модель атомның дейін Бор Зерттеулерді дамыту, радиоактивтік сәулелену, бір жағынан, және кванттық теориясы — басқа, жасауға алып келді кванттық атомның моделі Резерфорд — Бор. Бірақ құру бұл модель алдында талпыныстары моделін атом ұсыныстары негізінде классикалық электродинамика және механика. 1904 жылы пайда болды жарияланымдар құрылысы туралы атомның, олардың бірі-құрамында болатын жапон физика Хантаро Нагаока, басқа — ағылшын физиканы д. Д. Томсону. Нагаока таныстырды атом құрылысы ұқсас құрылысы күн жүйелер: рөлі, Күн ойнайды оң заряженная орталық бөлігі атомның айналасында, оның белгіленген кольцеобразным орбитам движутся «ғаламшар» — электрондар. Елеусіз смещениях электрондар қозғайды электромагниттік толқындар. В атоме, томсон тұжырымдамалары оң электр «бөлінген»,» оны вкраплены электрондар. В простейшем атоме сутегі электрон ортасында оң зарядталған. «Многоэлектронных атомах электрондары орналасады бойынша тұрақты конфигурациям есептелген Томсоном. Томсон санаған осындай әрбір конфигурациясын анықтайтын химиялық қасиеттері атомдар. Ол қолданған әрекетін теориялық жағынан түсіндіруге кезеңдік жүйе элементтерін Д. И. Менделеев. Кейінірек Бор, арал уақыттан бастап осы әрекеттері туралы идея бөлу электрондардың атоме топтарға сделалась бастапқы тармағында. Бірақ көп ұзамай бұл жаңа тәжірибелі фактілер жоққа моделі, томсон тұжырымдамалары және, керісінше, куәландырады пайдасына планетарной моделі. Бұл фактілер ашық Резерфордом. Бірінші кезекте атап өткен жөн ашу ядролық құрылыстың атом физикасы. 1.2 Ашылуы атом ядросы Уподобление атом үйлердің шекаралары шегінде жүйесі жасалынды тағы ХХ ғасырдың басында. Бірақ бұл модель қиын біріктіруге модельдермен электродинамика, және ол қалдырылған орын жол беріп моделін, томсон тұжырымдамалары. Алайда, 1904 жылы басталды зерттеу соққан бекітуге планетарной моделі. Өткенде a-бөлшектер Резерфорд негізге ала отырып, модельдер, томсон тұжырымдамалары, есептеді, бұл сіңуін a-бөлшектердің болуы мүмкін емес беруге үлкен ауытқу бұрыштарының тіпті кезінде көптеген қақтығыстар с частицей. Және мұнда Резерфорд деді планетарной моделі. 7 наурыз 1911 жылы Резерфорд жасаған философиялық қоғамда Манчестер баяндама «Шашырау a және b-сәулелер және атом құрылысы». Өз баяндамасында ол, атап айтқанда, айтқан: «Шашырау зарядталған бөлшектердің болуы мүмкін түсіндіруге, егер болжауға мұндай атом тұрады орталық электр зарядының, сосредоточенного нүктесінде және окруженного біртекті сферическим бөлуге қарама-қарсы электр тең шамалар. Мұндай құрылғыда a және b-бөлшектер, олар өтеді жақын аралықта орталығының атом, бастан үлкен ауытқу, дегенмен ықтималдығы мұндай ауытқу аз». Маңызды салдары теориясы Резерфорд болды нұсқау атомдық заряды ол үшін Резерфорд қаланды тең ±Ne. Заряд болып шықты барабар атомному салмағы. «Дәл мәні зарядтың орталық ядро белгіленбесе,- деп жазды Резерфорд, — бірақ атомы үшін алтын ол шамамен 100 тең бірліктер заряд». Кейінгі зерттеулер мен эксперименттер Гейгера және Мардсена, предпринявших тексеруді формулалар Резерфорд, пайда туралы түсінік ядросында ретінде тұрақты бөлігін атом, көтергіш өзіне дерлік барлық массасы атом және иеленген оң (Резерфорд санаған белгісі заряды анықталмаған) зарядпен. Бұл ретте саны элементар зарядтардың екен барабар атомному салмағы. Заряд ядро болды маңызды сипаттамасы атом физикасы. 1913 жылы көрсетілгендей, бұл заряд ядро нөмірімен сәйкес келсе элемент кестеде Менделеев. Бор былай деп жазды: «басынан Бастап айқын болды, бұл арқасында үлкен массасы ядро және оның шағын ұзындығы, кеңістіктегі салыстырмалы түрде шектеулі көлемі барлығы атом құрылысы электрондық жүйесін байланысты болуы керек дерлік тек қана толық электр заряды ядро. Мұндай пайымдау бірден сырлады, ой туралы, оның бүкіл жиынтығы жеке және химиялық қасиеттері әр элементтің белгіленуі мүмкін бір бүтін саны бар…» Танысқаннан кейін Резерфордом Бор, бас тартып үйрену электрондық модельдер, жұмысын бастады, оның тобы. Хабарласып планетарной моделі, Бор құрды, оның негізінде теориясын атомның Резерфорд-Бор. Резерфорд түсіндім революциялық сипаты идеялар Бор талқылады онымен негіздері осы теория үлкен сын айтқан, содан кейін — Бор болды жарияланды. Бірінші Дүниежүзілік соғыс кезінде Бор жұмысын жалғастыруда зертхана Резерфорд. 1915 жылы ол жарияланды «Туралы сериальном спектрінде сутегі Туралы» және «кванттық сәулелену теориясы құрылымында атом физикасы». 1916 жылы мақала Зоммерфельда, онда ол қарады қозғалысы электрона бойынша эллиптикалық орбитам және обобщил ережесі кванттау Бор. Бор қызығып шынайы лебізін білдірді осы мақалада. Теориясы атом кейін ашылулар Зоммерфельда деп атала бастады теориясымен Бор — Зоммерфельда. 1936 жылы Бор сөз сөйледі-бабына, «басып алу нейтронның және құрылысы ядро» оған ұсынды капельную моделін және атом ядросының қармау механизмі нейтронның өзегі. Біртүрлі, бірақ бірде-Бор, не басқа да алмады бірден болжау бөлу ядро, подсказываемое тамшылы моделі, әзірге басында 1939 ж. жоқ ашылды уран бөлу. 1.3 Атом Бор Бор және Томсон оған дейінгі іздейді мұндай орналасуы электрондардың атоме, ол объяснило еді, оның физикалық және химиялық қасиеттері. Бор берет үшін негізін моделі Резерфорд. Оған сондай-ақ белгілі, бұл заряд ядро саны электрондардың онда санына тең бірлік зарядтың айқындалады орны элементтің периодтық жүйеде элементтер Менделеев. Осылайша, бұл маңызды қадам болып табылады түсіну, физика-химиялық қасиеттері элемент. Бірақ түсініксіз болып отыр екі нәрсе: необычайная тұрақтылығы атомдар, несовместимая туралы ұсыныспен қозғалысы электрондардың тұйық орбитам, шығу тегі және олардың эволюциясы туралы түсінік тұратын толық белгілі желілер. Мұндай ушылар спектрін, оның айқын анықталған химиялық даралық, әлбетте, ол байланысты құрылымы атом. Бұл қиын байланыстыру универсальностью электрона, заряды және оның массасы жоқ байланысты табиғат атомның құрамына олар кіреді. Тұрақтылығы атом тұтастай алғанда қарама-қайшы заңдар электродинамика сәйкес электрондар, сондайақ мерзімді қозғалыс тиіс үздіксіз таратуы күш-қуатын, оны жоғалтып, «құлау» ядро. Оның үстіне мен сипаты қозғалыс электрона, объясняемый заңдарында электродинамика, әкелуі мүмкін осындай өзіне тән линейчатым спектрам байқалады ең ісінде. Желісі спектрін топтастырылады сериясы, олар сгущаются» коротковолновом «соңында» сериясы, жиілікті желілерді тиісті сериялары бағынышты оғаш арифметикалық заңдары. «Негізгі нәтижесі мұқият талдау көрінетін сериясы линейчатых спектрлер және олардың өзара қарым-қатынас, — деп жазды Бор, — белгілеу үшін фактісі, бұл жиілігі u әрбір желісі спектрін осы элемент мүмкін ұсынылған бастап, ерекше дәлдікпен формуламен u = Тґ — Тґґ, Тґ мен Тґґ — қандай да бір екі мүшесі көптеген спектрлік элементтері Т, сипаттайтын элемент». Өткізді табудың сәті түсініктеме бұл негізгі заңның спектроскопия. Бірақ бұл үшін оған тура келді енгізілсін физика атом ұсыну туралы стационарлық күйдегі атомдардың бола тұра, олардың электрон емес, сәуле шашады, дегенмен жасайды мерзімдік қозғалыс айналма орбитада. 1.4 Расщепление ядро 1919 жылы Резерфордом жасалған жаңа сенсациялық ашу — расщепление ядро. Резерфорд зерттеді қақтығысы a-бөлшектердің жеңіл атомдарынан. Соқтығысу a-бөлшектер отырып, ядролармен мұндай атомдар тиіс олардың жеделдету. Осылайша, соққы кезінде a-бөлшектер туралы ядросы сутегі, ол арттырады жылдамдығы 1,6 есе, және ядро іріктейді у a-бөлшектер 64% — ға, оның энергиясы. Аспап, применявшийся Резерфордом үшін сәулелену мұндай қақтығыстар, болмен латунную камераға ұзындығы 18 см, биіктігі 6 см және ені 2 қараңыз Көзі a-бөлшектердің қызмет еткен металл диск жабылған, белсенді зат. Диск орналастырылды камера ішіндегі және алатындай орнатылуы әр түрлі қашықтықта экраннан бірі-күкіртті мырыш. Камера еді толтырылуы әр түрлі газдармен. Атап айтқанда, оны толтырып, азотпен. Көмегімен көптеген Резерфорд тәжірибе көрсеткендей, нәтижесінде мұндай қақтығыстар өнімділігі бөлшектер барынша жалпы жүрісі, осындай, ретінде Н-атомдар. «Алынған әлі күнге дейін нәтижесін, — деп жазды Резерфорд, қиын болдырмауға қорытынды, бұл атомдары үлкен және жалпы жүрісі, туындайтын соқтығысуы кезінде a-бөлшектердің азот, болып табылады атомдарымен азот, бірақ, барлық ықтималдығы, сутегі атомдарымен немесе атомдарымен массасы 2. Егер бұл осылай болса, онда біз жасасуға тиіс, бұл атом азот ыдырайды салдарынан громадных күштері, дамушы соқтығысқан кезде, тез a-частицей және освобождающийся сутегі атом құрамдас құрады бөлігі атом физикасы». Осылайша ашылған болатын құбылыс ыдырату ядролардың азот, соққан кезде жылдам a-бөлшектер мен алғаш рет айтылуы ой, ядро сутегінің білдіреді құрамдас бөлігі ядролардың атомдар. Кейінірек Резерфорд ұсынды термин «протон» үшін осы құрамдас бөліктері ядро. Резерфорд аяқтағаннан кейін өз-бап деген сөздермен ауыстырылсын: «жалпы көрсетеді, яғни егер a-бөлшектер немесе осыған ұқсас тез қозғалатын бөлшектер айтарлықтай басым энергиясымен еді қолданылуы үшін тәжірибе болар табу бұзылуы ядролық құрылымдардың көптеген өкпе атомдар». 1920 жылы Резерфорд дәрісінде «Нуклеарное атом құрылысы» жасайды болады деген болжам бар», — ядроның массасы 3 және 2-ядро массасы ядро сутегінің, бірақ нөлдік зарядпен. Сонымен қатар, ол сүйенді гипотезалар, ескертпелер алғаш рет М. Склодовской-Кюри, өзегінің құрамына кіреді электрондар. Резерфорд былай деп жазады: «меніңше, өте ықтимал, бұл бір электрон болуы мүмкін байланыстыруға екі Н-ядро және, мүмкін, тіпті бір-ядро. Егер әділ бірінші жорамал, онда ол көрсетеді мүмкіндігі өмір сүру атом салмағы шамамен 2 бір зарядпен. Мұндай зат ретінде қарау қажет изотоп сутегі. Екінші болжам жасайды өзіне ой мүмкіндігі туралы жұмыс істеуін атомның массасы 1 және нуклеарным зарядпен, нөлге тең. Осындай білім беру ұсынылады әбден ықтимал». Осылай гипотеза бар екендігі туралы нейтронның және ауыр сутегі изотопының. 1.5 Протонно-нейтрондық моделі ядро 1932 жылы д. Д. Иваненко жазба жариялады, деп болжам, бұл нейтрон болып табылады, сонымен қатар протоном құрылымдық элементі ядро. Алайда протонно-нейтрондық моделі ядро болды встречена көпшілік физиктердің күмәнмен қарайды. Тіпті Резерфорд деп ойлаймын, нейтрон — бұл тек күрделі білімі протон және электрона. 1933 жылы Иваненко конференцияда Ленинградта баяндама жасады моделі туралы ядро, онда ол қорғаған протонно-нейтронную моделі, сформулировав негізгі тезис: ядросында ғана бар ауыр бөлшектер. Иваненко отверг идеялар туралы күрделі құрылымы нейтронның және протонның. Оның пікірінше, екі бөлшектер болуы тиіс бірдей дәрежесімен элементарности, т. е. және нейтрон, және протон көше алады бір-біріне. Бұдан былай протон және нейтрон болды ретінде қаралуы екі жай бөлшектер бір — нуклона, мен идеясы Иваненко болды, жалпы қабылданған, ал 1932 жылы ғарыштық сәулелер құрамындағы ашылған тағы бір элементарлық бәрі — позитрон. 1.6 Жасанды радиоактивтілік 2.4 Радиоактивтілік, g-сәулелену, a және b-ыдырауы 1. Сәулелі деп аталады айналдыру тұрақсыз изотоптарының бір химиялық элементтің изотоптары басқа элемент, сопровождающееся испусканием кейбір бөлшектер. Табиғи радиоктивті радиоактивтілік деп аталады, наблюдающаяся қолда бар табиғатта тұрақсыз изотоптар. Жасанды сәулелі деп аталады радиоактивтілік, изотоптар, алынған нәтижесінде ядролық реакциялар. 2. Әдетте, барлық түрлері радиоактивтілік қоса жүреді испусканием гамма-сәуле шығару — қатты, коротковолнового электроволнового сәулелену. Гамма-сәуле болып табылады, негізгі нысаны азайту энергиясын қозғалған өнімдерінің радиоактивті түрлендірулер. Ядро, испытывающее радиоактивті ыдырауы … деп аталады айтуы; туындайтын еншілес ядро әдетте, көрсетіледі қозғалған, және оның өту негізгі жағдайы сүйемелденеді испусканием g-фотон. 3. Альфа-ыдырауы деп аталады испускание ядролармен кейбір химиялық элементтердің a-бөлшектер. Альфа-ыдырау болып табылады қасиеті ауыр ядролардың бастап бұқаралық сандар А>200 және зарядтармен ядролардың Ze>82. Ішінде осындай ядролардың жүреді білімі оқшауланған a-бөлшектердің тұратын, әрқайсысы екі протондар және екі нейтрондар. 4. Термин бета-ыдырауы білдіреді үш типті ядролық айналулар: электрондық (b-) және позитронный (b+) распады, сондай-ақ электронды басып алу. Алғашқы екі типті айналдыру тұрады, оның ядросы, электрон испускает (позитрон) және электрондық антинейтрино (электрондық нейтрино). Бұл процестері орын алуда арқылы айналдыру бір түрін нуклона ядросында» басқа: нейтронның » протон немесе протон нейтрон. Жағдайда, электрондық басып алу айналдыру ерекшелігі жоғалады бірі электрондардың жақын өзегіне қабатында. Протон, превращаясь нейтрон қалай қызықтырғаны электрон; осыдан болды термин «электронды басып алу». Электронды басып алу айырмашылығы-b± -басып жүреді характеристическим рентгендік сәуле. 5. b—ыдырауы жүреді у жаратылыстану-радиоактивті, сондай-ақ жасанды радиоактивті ядролар; b+-ыдырау тән ғана құбылыс жасанды радиоактивтілік. Әдебиет 1. Григорьев В. И., Мякишев Г. Я. Күштің табиғаты. // М., Наука, 1983 ж. 2. Кудрявцев П. С. Курс, тарих, физика. // М., Просвещение, 1982 ж. 3. Яворский Б. М., Қойшыбаев а. А. Справочник по физика. // М., Ғылым, 1990 ж. Атом ядросы 1934 жылы Фредерик Жолио және Ирен Кюри туралы хабарлады б ашу оларды жаңа түрі радиоактивтілік. Оларға дəлелдеу әдісімен камераның Вильсон, кейбір жеңіл элементтері (бериллий, бор, алюминий) испускают оң электрондар бомбылау кезінде олардың a-бөлшектермен полония. Жолио және Кюри зерттей келе, бұл құбылыс көрсетті, бұл жағдайда пайда болады жаңа кезеңі радиоактивтілік сүйемелденетін испусканием оң электрондар. Олар алғаш рет жасанды туғызды радиоактивтілік құрып, жаңа радиоактивті изотоптар, бақыланатын бұған дейін табиғаттағы және марапатталды-бұл ерекше ашылу Нобель сыйлығы берілді. Бүгінгі таңда атом ядросының теориясы одан әрі дамытылды және келесі тарауда қарастырылады, оның өзектілігі. 2 Құрылымы мен негізгі қасиеттері атом ядроларының 2.1 Негізгі қасиеттері мен құрылысы ядро 1. Ядросы деп аталады атомның орталық бөлігі, онда шоғырланған іс жүзінде барлық массасы атом және оның оң электрлік заряд. Барлық атом ядросының тұрады элементар бөлшектер: протондар және нейтрондар, саналатын екі зарядовыми жай-күйлері бір бөлшектер — нуклона. Протон оң электр заряды тең, абсолютті шамасы заряду электрона. Нейтрон бар электрлік заряд. және кейбір басқа да нейтронодефицитных ядролардың NіZ, мұндағы N — нейтрондар саны ядросында. Үшін ядролардың N/Z»1; ядролардың химиялық элементтер, орналасқан соңында периодтық жүйесінің, N/Z»1,6. 3. Нуклонов саны ядросында A=N+Z деп аталады жаппай саны. Нуклонам (протону және нейтрону) приписывается жаппай саны, тең бірлікте, электрону — нөлдік мәнге ие. , онда Х — символ химиялық элемент. Барлығы белгілі 300-ге жуық тұрақты изотоптар химиялық элементтері мен 2000-нан астам табиғи және жасанды жолмен алынған радиоактивті изотоптар. м, мүмкін истолкована ретінде пропорциональді көлемінің ядро саны нуклонов онда. Тығыздығы ядролық заттар құрайды, рет бойынша шамасын 1017 кг/м3 тұрақты үшін барлық ядролардың. Ол бірталай тығыздығы ең тығыз әдеттегі заттар. 5. Ядролық бөлшектер бар меншікті магниттік сәттерді, олар анықталады магнит моменті ядроның Рмяд. Өлшем бірлігі магниттік сәттердің ядролардың қызмет етеді ядролық магнетон мяд: (СИ) (СГС). есе аз Бор магнетона, қайдан яғни магниттік қасиеті атомдар анықталады магниттік қасиеттері оның электрондар. 6. Бөлу электр заряды, протондар бойынша өзегіне жалпы жағдайда несимметрично. Шара ауытқу бұл таралу сферически симметриялық болып табылады квадрупольный электр сәтінде ядро Q. Егер тығыздығы заряд болып саналады барлық жерде бірдей болса, онда Q ғана айқындалады нысаны ядро. 2.2 ядроның байланыс Энергиясы. Масса ақауы 1. Нуклоны » ядроларында орналасқан жағдайларда, айтарлықтай түйіндеме олардың бос жағдайлар. Қоспағанда ядро қарапайым сутегі барлық ядроларындағы бар кемінде екі нуклонов, араларында ерекше ядролық күшті өзара іс — қимыл- притяжение — қамтамасыз ететін орнықтылығы ядролардың қарамастан отталкивание одноименно зарядталған протондардың. 2. Энергиямен байланыс нуклона ядросында деп аталатын физикалық шама тең сол, оны жасауға жою үшін нуклона бірі-ядро жоқ хабарлар оған кинетикалық энергия. Атом ядросының байланыс энергиясы шамасымен анықталады отырған жұмыстардың керек жасау үшін расщепить ядросын құрайтын, оның нуклоны без беру оларға кинетикалық энергиясы. Бірі-энергияның сақталу заңын сонымен, білім ядросының бөлінуі тиіс мұндай энергиясы қандай керек жұмсау кезінде расщеплении ядросын құрайтын, оның нуклоны. Энергия атом ядросының байланыс болып табылады разностью арасындағы энергиясымен барлық бос нуклонов, өзегін құрайтын және оларды энергиямен ядросында. 3. Кезінде білім ядро төмендеуі оның массасы: массасы ядро аз сомасы масс оны құрайтын нуклонов. Кішірейтілуі ядро оны құрған кезде түсіндіріледі бөліп, байланыс энергиясы. Егер Wсв — энергия шамасы, кезінде бөлінетін білім ядро, онда тиісті оған массасы Dm тең деп аталады ақау массасын сипаттайды азаюы жиынтық массасын кезінде білім ядро бірі-оны құрайтын нуклонов. Егер ядро массасы Мяд құрылған из Z протондар массасы mp және (A-Z) нейтрондардың массасы mn, онда Dm=Zmp+(A-Z)mn-Мяд. Массасының орнына ядро Мяд шамасын Dm білдіруге болады арқылы атомдық массасын Мат: Dm=ZmН+(A-Z)mn-Мат, , онда mH — массасы сутек атомы. Кезінде практикалық есептеу Dm массасының барлық бөлшектер мен атомдар өрнектеледі атомдық масса бірлігінде. Масса ақауы өлшем болып табылады энергия ядроның байланыс: Wсв=Dmс2=[Zmp+(A-Z)mn-Мяд]с2 Бір атом массасының бірлігі сәйкес келеді атом энергиясы (а.е.э.): а.е.э.=931,5016 МэВ. . Шамасы wсв шамамен 8 МэВ/нуклон. Қарай ұлғайту санының нуклонов » ядросындағы меншікті байланыс энергиясы убывает. 5. Критерий тұрақтылығын атом ядроларының болып табылады санының ара қатынасы протондар мен нейтрондардың тұрақты ядросындағы үшін деректер изобаров. (А=const). 2.3 Ядролық күштер 1. Ядролық өзара іс-қимыл туралы куәландырады, деп ядроларындағы бар ерекше ядролық күштер, сводящиеся-бір типтегі күштері, белгілі классикалық физика (гравитациялық және электромагниттік). 2. Ядролық күштер болып табылады короткодействующими күшімен. Олар білінеді тек өте кіші қашықтықтарда арасындағы нуклонами ядросында шамамен 10-15 м. Ұзындығы (1,5ј2,2)10-15 м деп аталады радиус әрекетті ядролық күштер. . 4. Ядролық күштер қасиетке ие қанықтыру, ол көрінеді, бұл ядросында нуклон өзара іс-қимыл жасайды, тек саны шектеулі жақын оған көршілес нуклонов. Сондықтан да байқалады сызықты тәуелділігі энергия ядроның байланыс, олардың жаппай сандарды А. іс Жүзінде толық қанығуы ядролық күштердің қол жеткізіледі у a-бөлшектері болып табылатын, өте тұрақты білімі бар.