- Изобразите ядро атома в представлении нуклонной модели ядра Гейзенберга-Иваненко и опишите его.
Изобразим схематично, например, ядро атома бора в представлении нуклонной модели ядра Гейзенберга-Иваненко.
Посмотрите на рис. 160.
Рис. 160. Схематичное изображение ядра атома бора в представлении нуклонной модели ядра Гейзенберга-Иваненко.
Маленькие кружочки с плюсиками — протоны;
маленькие кружочки без знака — нейтроны;
большой круг — само ядро.
Ядро атома состоит из протонов и нейтронов. Протоны и нейтроны называются нуклонами. - В чём обычно измеряется заряд ядра в ядерной физике?
В ядерной физике заряд ядра обычно измеряется в элементарных зарядах. - Какой буквой в ядерной физике обычно обозначают заряд ядра.
Заряд ядра в ядерной физике обычно обозначают буквой Z. - Чему равен заряд ядра в элементарных зарядах? Приведите пример.
Заряд ядра в элементарных зарядах равен числу протонов в этом ядре. Например, заряд ядра атома бора равен пяти элементарным зарядам: Z=5, где Z~- заряд ядра (в данном случае атома бора). (При использовании данных обозначений в ядерной физике часто не указывают единицу измерения заряда ядра, так как численно заряд ядра, равен зарядовому числу ядра, то есть количеству протонов в этом ядре). - Что такое массовое число ядра?
Массовое число ядра — это количество нуклонов в этом ядре. - Какой буквой в ядерной физике обычно обозначают массовое число ядра.
Массовое число ядра в ядерной физике обычно обозначают буквой A. - Чему равно массовое число ядра, изображённого на рис. 160?
Массовое число ядра атома бора, изображённого на рис. 160 равно одиннадцати: A=11. - Как обозначаются ядра с указанием их зарядового и массового чисел на письме? Приведите примеры.
На письме ядра с указанием их зарядового и массового чисел обозначаются символом соответствующего элемента, слева снизу от которого указывается зарядовое число, а слева сверху массовое число: {}_Z^A X, где X~- символ элемента, Z~- зарядовое число, A~- массовое число. (Так обозначаются не только ядра атомов, но и другие частицы, например электроны, протоны, нейтроны). Например, на рис. 160 изображён {}_{~5}^{11} B (бор-11) (такое обозначение, читается так, читается название элемента, а затем читается массовое число). Ядро углерода-12 обозначается так: {}_{~6}^{12} C. - Что такое изотопы? Приведите пример.
Изотопы — это ядра, имеющие одинаковое число протонов (и поэтому одинаковый заряд), но различное число нейтронов (и поэтому различные массовые числа). Например, в природе встречаются атомы бора с ядрами {}_{~5}^{11} B (такие ядра можно называть изотопом бора бором-11) и атомы бора с ядрами {}_{~5}^{10} B (такие ядра можно называть изотопом бора бором-10). - Запишите формулу для дефекта массы ядра.
Δm=Z\cdot m_p+(A-Z)\cdot m_n-m_{ядра};
где Δm~- дефект массы ядра — то насколько масса ядра меньше массы составляющих его нуклонов,
Z~- зарядовое число этого ядра (число протонов в нём),
m_p~- масса одного протона,
A~- массовое число этого ядра (число нуклонов в нём), (обратите внимание, что A-Z это число нейтронов в ядре),
m_n~- масса нейтрона,
m_{ядра}~- масса этого ядра. - Что такое радиоактивность?
Радиоактивность — это явление самопроизвольного излучения некоторыми веществами. - Перечислите основные школьные типы радиоактивности.
Основные школьные типы радиоактивности:
1) альфа-излучение (α-лучи);
2) бета-излучение (𝛽-лучи);
3) гамма-излучение (γ-лучи);
4) нейтронное излучение. - Что такое альфа-излучение?
Альфа-излучение — это поток альфа-частиц (α-частиц). Альфа-частица — это ядро атома гелия-4: {}_{2}^{4} He. - Запишите реакцию альфа-распада.
{}_{Z}^{A} X→{}_{Z-2}^{A-4} Y+{}_{2}^{4} He;
где {}_{Z}^{A} X~- распавшееся ядро,
{}_{Z-2}^{A-4} Y~- ядро, образовавшееся из распавшегося ядра в результате его распада,
{}_{2}^{4} He~- образовавшаяся в результате этого распада α-частица (по этой реакции видно, что ядро излучило альфа-частицу, когда оно распалось, то есть превратилось во что-то другое. Это и есть один из способов появления радиации, некоторые ядра радиоактивны, то есть могут самопроизвольно распадаться, когда проходит достаточно много времени). - Какие правила выполняются в ядерных реакциях?
В ядерных реакциях выполняются следующие 2 правила:
1) Суммарное зарядовое число всех частиц до ядерной реакции (эти частицы записываются слева от стрелки обозначающей направление протекания ядерной реакции) равно суммарному зарядовому числу всех частиц после этой ядерной реакции (эти частицы записываются справа от стрелки, обозначающей направление протекания ядерной реакции).
2) Суммарное массовое число всех частиц до ядерной реакции равно суммарному зарядовому числу всех частиц после этой ядерной реакции. - Приведите пример выполнения этих правил для реакции альфа-распада.
Запишем реакцию альфа-распада: {}_{Z}^{A} X→{}_{Z-2}^{A-4} Y+{}_{2}^{4} He.
Приравняем суммарное зарядовое число всех частиц до реакции (Z) суммарному зарядовому числу всех частиц после реакции (Z-2+2), получим верное равенство: Z=Z-2+2.
Приравняем суммарное массовое число всех частиц до реакции (A) суммарному массовому числу всех частиц после реакции (A-4+4), получим верное равенство: A=A-4+4. - Что такое бета-излучение?
Бета-излучение — это поток бета-частиц (𝛽-частиц). Бета-частицы бывают двух видов: электрон ({}_{-1}^{~~~0} e) и позитрон ({}_{+1}^{~~~0}\tilde e). - Запишите реакцию электронного бета-распада.
{}_{Z}^{A} X→{}_{Z+1}^{~~~~~A} Y+{}_{-1}^{~~~0} e+\tilde ν_e;
где {}_{Z}^{A} X~- распавшееся ядро,
{}_{Z+1}^{~~~~~A} Y~- ядро, образовавшееся из распавшегося ядра в результате его распада,
{}_{-1}^{~~~0} e~- электрон,
\tilde ν_e~- антинейтрино ({}_{0}^{0}\tilde ν_e) (антинейтрино — это такая элементарная частица)1. - Запишите реакцию позитронного бета-распада.
{}_{Z}^{A} X→{}_{Z-1}^{~~~~~A} Y+{}_{+1}^{~~~0} \tilde e+ν_e;
где {}_{Z}^{A} X~- распавшееся ядро,
{}_{Z-1}^{~~~~~A} Y~- ядро, образовавшееся из распавшегося ядра в результате его распада,
{}_{+1}^{~~~0}\tilde e~- позитрон,
ν_e~- нейтрино ({}_{0}^{0}ν_e) (нейтрино — это такая элементарная частица). - Что такое гамма излучение-излучение?
Гамма-излучение — это поток гамма-частиц (γ-частиц). Гамма-частица — это фотон, обладающий большой энергией (смотри шкалу электромагнитного излучения) ({}_{0}^{0}γ). (Гамма-излучение излучается, например, когда ядро из состояния с большой энергией переходит в состояние с меньшей энергией (аналогично излучению фотона атомом)). - Что такое нейтронное излучение?
Нейтронное излучение — это поток нейтронов ({}_{0}^{1}n). - Запишите формулу, иллюстрирующую закон радиоактивного распада.
N(t)=N_0\cdot 2^{\frac{-t}{T}};
где N(t)~- число ядер определённого типа в момент времени t,
N_0~- начальное число ядер этого типа, то есть число ядер этого типа в момент начала отсчёта времени, то есть в момент времени t=0,
T~- период полураспада ядер этого типа. (Из этой формулы видно, что период полураспада ядер данного типа, это время, за которое их количество уменьшается в два раза (то есть время, за которое распадается половина ядер этого типа)). - Как протекают реакции деления ядра?
При реакции деления ядра образуется два новых ядра из одного ядра; причём в реакции могут участвовать и другие частицы кроме этих ядер. - Как протекают реакции синтеза ядра?
При реакции синтеза ядра образуется новое ядро из нескольких ядер; причём в реакции могут участвовать и другие частицы кроме этих ядер.
Сноски:
- Элементарная частица, это частица внутренняя структура, которой на данном этапе развития науки неизвестна.
Ссылки:
- Эти же вопросы без ответов.
- Это последняя тема упрощённой версии. Хотите попробовать выучить полную версию?)
- Предыдущая тема (Атомная физика упрощённая версия).
- Меню и оглавление упрощённой версии.
- Для комментариев, касающихся не только ЕГЭ по физике или этого сайта.