Білім беру бағдарламасының атауы мен шифры 6B07105-Химиялық инжиниринг, 6В07106 Электроэнергетика
жүктеу/скачать 0,68 Mb.
|
2Силлабус Физика каз (1)
- Бұл бет үшін навигация:
- Ядроның спині .
- Ядроның массасы.
Ядроның өлшемі. Ядроның өлшемі ядроның радиусымен сипатталады. Ядроның шекарасы жуылған секілді болғандықтан оны жуықтап шар деп қарауға болады. Демек, сол шардың радиусын эмперикалық жолмен есептеуге болады, яғни  1,3·10-13А1/3 см=1,3А1/3 ферми (9)
(ферми – ядролық физикада қолданылатын ұзындықтың бірлігі, оның шамасы 10-13см). (9) өрнегінен ядроның көлемі ядродағы нуклондарға пропорционал екендігі келіп шығады. Шын мәнінде ядроны, егер  радиусы бар сфера десек және сфера  радиусы бар кішкене шарлар түріндегі А нуклондардан тұрса, онда ядроның көлемі үшін  теңдеуін жазуға болады, мұндағы  1,3·10-13 см.
Ядроның тығыздығы өте үлкен шама, ол жуықтап алғанда 1,8·1017 кг/м3-ке тең және барлық ядролар үшін ол тұрақты. Оны былай анықтайды:  1,8·1017 кг/м3. Мұндай тығыздығы бар заттар табиғатта кездеспейді.
Ядроның спині. Нуклондардың спиндері қосыла келіп ядроның қорытқы спинін береді. Нуклондардың спині 1/2-ге тең. Сондықтан нуклондар саны А тақ болғанда, ядро спинінің кванттық саны І бүтіннің жартысына, ал А жұп болғанда нөл не бүтін санға тең болады. Ядроның спиндері І бірнеше бірліктен аспайды. Бұл ядродағы нуклондардың көпшілігінің спиндері антипараллель болып, бірін-бірі теңгереді. Барлық жұп-жұп ядролардың (яғни жұп санды протоны бар және жұп санды нейтрондары бар ядролар) спиндері нөлге тең болады. F кванттық санымен анықталатын ядроның механикалық моменті  ,  атомның толық импульс моментіне және  электрон қабықшасының моментіне қосындыланады.
Ядроның және электронның магниттік моменттерінің өзара әсерлесулері және (яғни F-тері түрліше) әр түрлі өзара бағытталған атомның күйіне сәйкес келгендіктен, сол атомның күйінің азғана айырмашылықтары бар энергиясы болады. Сонымен  және  моменттерінің өзара әсерлесулерінен спектрлердің жіңішке құрылымдарының пайда болуы түсіндіріледі. және -дің өзара әсерлерінен атом спектрлерінің асы жіңішке құрылымдары анықталады.
Спектр сызықтарының аса жіңішке құрылымдарға жіктелуіне (ангстремнің бірнеше жүзден бір бөлігіне сәйкес) байланысты оны бақылау өте жоғары ажыратқыштық күші бар құралдардың көмегімен жүргізіледі. Ядроның массасы. Масса ядроны сипаттайтын шамалардың ең маңыздыларының бірі. Ол оның екпіндік, күш әсерінен қозғалыс күйінің өзгерісіне қарсыласу қабілетін сипаттайды. Ядроның массасын массаның атомдық бірлігімен (м.а.б.) өлшеген ыңғайлы. Оған ХБЖ-же 1,66·10-27 кг сәйкес келеді. Атом ядросының массалары оны құраушылардың массаларының қосындысына тең емес, одан аздап болса да кіші  . (10)
Тәжірибенің көрсетуіне қарағанда, күрделі ядроның  . (11)
Бұл шама ядродағы нуклондардың байланыс энергиясы болып табылады. Сонымен, ядроның байланыс энергиясы деп ядроны оны құрайтын нуклондарға бөлшектеуге қажетті энергияның шамасын айтады. Егер (11) өрнектегі протон массасы  -ны сутегі атомының массасы  -пен, ал ядро массасы  -ны атом массасы  -мен алмастырса, одан теңбе-теңдік өзгермейді. Соның нәтижесінде (16) теңдеу былай жазылады
 . (12)
(12) өрнек өте ыңғайлы, себебі көбіне анықтама кестелерде ядролардың массалары емес, атомдардың массалары беріледі. Бір нуклонның үлесіне тиісті байланыс энергиясын, яғни  шамасын ядродағы нуклондардың меншікті байланыс энергиясы деп атайды. Оны  деп белгілейді. Мына шаманы
 (13)
ядроның масса ақауы деп атайды. Сонымен масса ақауы байланыс энергиясымен мынадай қатынаста болады  . (14)
Масса ақауы ядроның байланыс энергиясының өлшемі болғандықтан оны былай жазуға болады:  . (15)
 ядросындағы нуклондардың байланыс энергиясын есептейік. Ядроның құрамына екі протон (Z=2) және екі протон (A-Z=2) кіреді. -дің атомдық массасы  4,00260 м.а.б.=3728,0 МэВ.  сутегі атомының массасы  1,00815 м.а.б.=938,7 МэВ. Нейтронның массасы  1,00867 м.а.б.=939,57 МэВ. Сонда (17) өрнек бойынша  (2·938,7+2·939,5)-3728,0=28,4 МэВ.
Гелий ядросының бір нуклонына шаққанда келетін ядроның байланыс энергиясы 7,1 МэВ. Ядролық күштердің басқа күштерден (мысалы, гравитациялық және электр-магниттік күштер) өзгеше қасиеттері бар. Оларды қысқаша айтсақ төмендегідей: 1) ядродағы нуклондар арасында әсер ететін күштің шамасы атомның электрондық қабықтарында әсер ететін күштің шамасынан әлдеқайда артық. Сондықтан да нуклонды атом ядросынан сыртқа қарай бөлініп шығару үшін млн-даған эВ-қа тең энергия жұмсалуы керек. 2) Ядролық күштер электр-магниттік және гравитациялық күштерге қарағанда өте қысқа қашықтыққа әсер ететін күш болып есептеледі. Егер екі нуклонның арасындағы қашықтық 10–13 см-ден асса, онда ядролық күштердің шамасы нөлге дейін кемиді. Нуклондар арасындағы қашықтық артқан жағдайда, Ядролық күштердің шамасы кеми бастайды. Ядролық күштердің кенет кеми бастайтын қашықтығын ядролық күштердің әсер ету радиусы (r0~2–3 10–13 см) деп атайды. 3) Ядродағы нуклондар өзіне жақын орналасқан нуклондармен ғана әсерлеседі. Ядролық заттың тығыздығы әр түрлі ядрода да шамамен бірдей. 4) Нуклондар арасындағы өзара әсер күші қашықтыққа ғана байланысты емес, сонымен бірге нуклондар спиндерінің бағдарлануына да байланысты. 5) Ядролық күштердің шамасы өзара әсерлесетін нуклондардың электр зарядына тәуелді емес. Ядролық күштердің дәйекті теориясы әзірше жасалып біткен жоқ. Алайда тәжірибелер ядродағы нуклондардың өзара әсерлері пиондар алмасу арқылы жүзеге асатынын дәлелдейді. Әдебиет Ерсейітов Ү.Е. Жалпы физика. Оқу құралы. -Алматы: Эверо, 2014. Дуаметұлы Б. Жалпы физика курсының негіздері. Оқу құралы. -Алматы: ҚазҰТУ, 2012. Каргин Дж. Б., Кенжалиев Д.И., Мухамедрахимова Г.И. Физика. Оқу құралы. -Алматы: Эверо, 2014. -249. Нуркасымова С.Н. Физика. Оқу құралы. - Алматы : CyberSmith, 2017. Өткізу форматы: түсіндіру, талдау, формулаларды қорыту. жүктеу/скачать 0,68 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|