Тема Кіріспе. Ядролық физика зерттеу нысандары
жүктеу/скачать 305,16 Kb.
|
лекция саулелелну (7)
| Электронэлементар электр заряды ретінде қабылданған теріс электр заряды e = 1,6 · 10 -19 кулондық заттың ең кішкентай бөлшегі болып табылады. Ядроның айналасында айналатын электрондар K, L, M және т.б. электрон қабықшаларында орналасады. K - ядроға ең жақын қабық. Атомның өлшемі оның электронды қабатының өлшемімен анықталады. Атом электрондарын жоғалтып, оң ионға айналуы немесе электрондарды қосып, теріс ионға айналуы мүмкін. Ионның заряды жоғалған немесе қосылған электрондардың санын анықтайды. Бейтарап атомды зарядталған ионға айналдыру процесі иондану деп аталады.
Атом ядросы(атомның орталық бөлігі) элементар ядролық бөлшектер – протондар мен нейтрондардан тұрады. Ядроның радиусы атомның радиусынан шамамен жүз мың есе кіші. Атом ядросының тығыздығы өте жоғары. Протондар- Бұл бір оң электр заряды және массасы электронның массасынан 1836 есе үлкен тұрақты элементар бөлшектер. Протон - ең жеңіл элемент сутегінің ядросы. Ядродағы протондар саны Z. Нейтронмассасы протонның массасына өте жақын бейтарап (электр заряды жоқ) элементар бөлшек. Ядроның массасы протондар мен нейтрондардың массаларының қосындысы болғандықтан, атом ядросындағы нейтрондардың саны A - Z-ге тең, мұндағы А - берілген изотоптың массалық саны (қараңыз). Ядроны құрайтын протон мен нейтрон нуклондар деп аталады. Ядрода нуклондар арнайы ядролық күштермен байланысқан. Атом ядросында ядролық реакциялар кезінде бөлінетін энергияның үлкен мөлшері бар. Ядролық реакциялар атом ядролары элементар бөлшектермен немесе басқа элементтердің ядроларымен әрекеттескенде жүреді. Ядролық реакциялардың нәтижесінде жаңа ядролар пайда болады. Мысалы, нейтрон протонға айнала алады. Бұл жағдайда ядродан бета-бөлшек, яғни электрон шығарылады. Протон ядросының нейтронға ауысуы екі жолмен жүзеге асуы мүмкін: не массасы электронның массасына тең, бірақ позитрон (позитронның ыдырауы) деп аталатын оң заряды бар бөлшек одан шығарылады. ядро, немесе ядро ең жақын К-қабығынан электрондардың бірін ұстайды (K - басып алу). Кейде қалыптасқан ядрода артық энергия бар (ол қоздырылған күйде) және қалыпты күйге өтіп, толқын ұзындығы өте қысқа электромагниттік сәуле түрінде артық энергияны шығарады -. Ядролық реакциялар кезінде бөлінетін энергия өнеркәсіптің әртүрлі салаларында іс жүзінде қолданылады. Атом (грекше atomos – бөлінбейтін) – химиялық элементтің өзінің химиялық қасиеті бар ең кіші бөлшегі. Әрбір элемент белгілі бір түрдегі атомдардан тұрады. Атомның құрамына оң электр заряды бар ядро және оның электронды қабаттарын құрайтын теріс зарядталған электрондар (қараңыз) кіреді. Ядроның электр зарядының шамасы Ze болады, мұндағы e – шамасы электронның зарядына тең (4,8 · 10 -10 эл. бірлік) элементар электр заряды, Z – берілген элементтің атомдық нөмірі химиялық элементтердің периодтық жүйесі (қараңыз.). Біріктірілген атом бейтарап болғандықтан, оның құрамына кіретін электрондар саны да Z-ге тең. Ядроның құрамына (ядроны қараңыз) нуклондар, массасы электронның массасынан шамамен 1840 есе үлкен (тең) элементар бөлшектер кіреді. 9,1 10 - 28 г), протондар (қараңыз), оң зарядталған және заряды жоқ нейтрондар (қараңыз). Ядродағы нуклондар саны массалық сан деп аталады және А әрпімен белгіленеді.Ядродағы Z-ге тең протондар саны атомға түсетін электрондардың санын, электронды қабаттардың құрылымын және химиялық заттарды анықтайды. атомның қасиеттері. Ядродағы нейтрондар саны A-Z-ге тең. Изотоптар - бір элементтің сорттары, атомдары бір-бірінен A массалық саны бойынша ерекшеленеді, бірақ Z бірдей. Осылайша, бір элементтің әртүрлі изотоптарының атомдарының ядроларында бірдей нейтрондардың әртүрлі саны болады. протондар саны. Изотоптарды белгілеу кезінде элемент таңбасының үстіне массалық саны А, ал төменде атомдық нөмірі жазылады; мысалы, оттегі изотоптары белгіленеді: Атомның өлшемдері электрон қабықшаларының өлшемімен анықталады және барлық Z үшін 10 -8 см.Атомның барлық электрондарының массасы ядроның массасынан бірнеше мың есе аз болғандықтан, атомның массасы массалық санға пропорционал. Берілген изотоп атомының салыстырмалы массасы көміртегі С 12 изотопының атомының массасына қатысты анықталады, 12 бірлік ретінде қабылданады және оны изотоптық масса деп атайды. Ол сәйкес изотоптың массалық санына жақын болып шығады. Химиялық элемент атомының салыстырмалы салмағы изотоптық салмақтың орташа (берілген элементтің изотоптарының салыстырмалы көптігін ескере отырып) мәні болып табылады және атомдық масса (масса) деп аталады. Атом микроскопиялық жүйе, оның құрылымы мен қасиеттерін негізінен 20 ғасырдың 20-жылдарында жасалған және атомдық масштабтағы құбылыстарды сипаттауға арналған кванттық теорияның көмегімен ғана түсіндіруге болады. Тәжірибе көрсеткендей, микробөлшектердің – электрондардың, протондардың, атомдардың және т.б. корпускулалық бөлшектерден бөлек, дифракция мен интерференцияда көрінетін толқындық қасиеттерге ие. Кванттық теорияда микрообъектілердің күйін сипаттау үшін толқындық функциямен (Ψ-функция) сипатталатын белгілі бір толқындық өріс қолданылады. Бұл функция микрообъектінің мүмкін күйлерінің ықтималдықтарын анықтайды, яғни оның сол немесе басқа қасиеттерінің көріну потенциалын сипаттайды. Бұл функцияны табуға мүмкіндік беретін Ψ функциясының кеңістік пен уақыттағы өзгеру заңы (Шредингер теңдеуі) кванттық теорияда классикалық механикадағы Ньютонның қозғалыс заңдары сияқты рөл атқарады. Шредингер теңдеуінің шешімі көп жағдайда жүйенің дискретті мүмкін күйлеріне әкеледі. Мәселен, мысалы, атом жағдайында энергияның әртүрлі (квантталған) мәндеріне сәйкес келетін электрондар үшін бірқатар толқындық функциялар алынады. Кванттық теория әдістерімен есептелген атомның энергетикалық деңгейлерінің жүйесі спектроскопияда тамаша растауға ие болды. Атомның E 0 ең төменгі энергетикалық деңгейіне сәйкес келетін негізгі күйден кез келген қозған E i күйіне ауысуы E i - E 0 энергиясының белгілі бір бөлігі жұтылғанда болады. Қозған атом әдетте фотонның эмиссиясымен азырақ қозғалған немесе негізгі күйге өтеді. Бұл жағдайда фотон энергиясы hv екі күйдегі атом энергияларының айырмасына тең: hv = E i - E k мұндағы h - Планк тұрақтысы (6,62 · 10 -27 эрг · сек), v - жиілік жарықтан. Атомдық спектрлерден басқа, кванттық теория атомдардың басқа да қасиеттерін түсіндіруге мүмкіндік берді. Атап айтқанда, валенттілік, химиялық байланыстың табиғаты және молекулалардың құрылысы түсіндірілді, элементтердің периодтық жүйесі теориясы жасалды. Протондар мен нейтрондардың белгілі бір саны бар бөлшектер класы ретінде қарастырылатын атом ядросы әдетте деп аталады. нуклид. Кейбір сирек жағдайларда қысқа мерзімді экзотикалық атомдар түзілуі мүмкін, оларда басқа бөлшектер нуклонның орнына ядро қызметін атқарады. Ядродағы протондар саны оның заряд саны Z (\ displaystyle Z) деп аталады - бұл сан Менделеевтің периодтық жүйесіндегі (Элементтердің периодтық жүйесі) атом жататын элементтің реттік нөміріне тең. Ядродағы протондар саны бейтарап атомның электрондық қабықшасының құрылымын және сәйкес элементтің химиялық қасиеттерін анықтайды. Ядродағы нейтрондар саны деп аталады изотоптық сан N (\ Displaystyle N). Протондар саны бірдей, нейтрондар саны әртүрлі ядролар изотоптар деп аталады. Нейтрондарының саны бірдей, бірақ протондарының саны әртүрлі ядролар изотондар деп аталады. Изотоп және изотон терминдері көрсетілген ядролары бар атомдарға қатысты, сондай-ақ бір химиялық элементтің химиялық емес түрлерін сипаттау үшін қолданылады. Ядродағы нуклондардың жалпы саны оның массалық саны деп аталады A (\ displaystyle A) ( A = N + Z (\ Displaystyle A = N + Z)) және шамамен периодтық жүйеде көрсетілген атомның орташа массасына тең. Массалық саны бірдей, бірақ протон-нейтрон құрамы әртүрлі нуклидтер әдетте изобарлар деп аталады. Әдебиеттер / Литература: [1-2] жүктеу/скачать 305,16 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|