47, което е част от атомното ядро. Училищна енциклопедия

СЪСТАВ НА ЯДРОТО НА АТОМА. КОМУНИКАЦИОННА ЕНЕРГИЯ

1. Съставът на атомното ядро. Малко след откриването на неутрона (1932 г.) съветският физик Д. Д. Иваненко и малко по-късно германският физик В. Хайзенберг предполагат, че атомното ядро ​​се състои от протони и неутрони. Тези частици се наричат ​​нуклони. Брой протони З, които са част от ядрото, определя неговия заряд, който е равен на +зе. Номер Знаречено атомно число (определя атомното число химичен елементв периодичната система на Менделеев) или зарядното число на ядрото.

Броят на нуклоните А (т.е. общият брой на протоните и неутроните) в ядрото се нарича масово число на ядрото. Броят на неутроните в ядрото е N=A-Z.

Символът, използван за обозначаване на ядра

където X е химическият символ на елемента. Най-отгоре е неговият масов номер, отдолу е неговият атомен номер.

2. Изотопи. От 1906 г. е известно, че не всички атоми на един и същи химичен елемент имат еднаква маса. Например сред атомите на хлора има атоми с маса, близка до 35, и маса, близка до 37. Сред атомите на урана има атоми с маса от 234, 235, 238 и 239. Има разлики в масата и атомите на други вещества .

Всички изотопи на един и същи елемент имат много сходни химични свойства, което показва същата структура на техните електронни обвивки и, следователно, еднакви ядрени заряди и равен брой протони в ядрата. От тук идва и името им - от гръцката дума "isos" - същото и "topos" - място: същото място в Периодичната система на химичните елементи на Д. И. Менделеев.

Разликата в масата между изотопите се дължи на различния брой неутрони в тях. Така изотопите се наричат ​​разновидности на даден химичен елемент, различаващи се по масата на своите ядра.

Законът за радиоактивното разпадане е установен от Ф. Соди. Емпирично Е. Ръдърфорд установява, че активността на радиоактивното разпадане намалява с времето. За всяко радиоактивно вещество има интервал от време, през който активността намалява 2 пъти, т.е. полуживот Тот това вещество. Нека броят на радиоактивните атоми N, време t =0. Чрез t 1 \u003d T ще остане броят на неразпадналите ядра N 1 \u003d N 0 / 2, след t 2 \u003d 2T

След като изтече времето t=nT, т.е. по късно нпериоди на полуразпад T, радиоактивните атоми ще останат:

Тъй като n=t/T,

Това е основният закон радиоактивенгниене.

4. Ядрени сили. Прости факти свидетелстват за силата на атомните ядра: обектите около нас съществуват дълго времебез да се разпада на частици. Но как могат да се обяснят тези факти? В края на краищата, протоните са част от атомните ядра и електростатичните сили на отблъскване трябва да са ги "избутали" един от друг. Това предполага заключението, че вътре в ядрата между нуклоните има някакви сили, които надвишават силите на електростатичното отблъскване. Тези сили се наричат ​​ядрени сили. Ядрените сили действат между всякакви нуклони (между протони, между неутрони и между протони и неутрони). характерна особеностядрените сили е техният малък обсег: на разстояния от 10 -15 m те са около 100 пъти повече силаелектростатично взаимодействие, но вече на разстояния от 10 -14 m те са незначителни.

5. Комуникационна енергия. За да се отстрани протон или неутрон от ядрото, трябва да се работи за преодоляване на ядрените сили с малък обсег. В резултат на това енергията на системата "останало ядро ​​- отстранен нуклон" се увеличава с ∆Eравно на работата на външните сили.

Необходимата енергия за пълна раздялаядрото на отделни протони и неутрони се нарича енергия на свързване на ядрото.

Според закона за връзката между масата и енергията в този случай масата на частиците също се увеличава с

Следователно масата на ядрото винаги е по-малка от сумата на масите на съставните му частици, взети поотделно. В ядрената физика масата на частиците се изразява в единици за атомна маса. Единицата за атомна маса е равна на 1/12 от масата на атом от изотопа въглерод-12.

1 аму = 1,6605655 10 -27 кг

Таблицата показва масите на някои стабилни ядра и елементарни частици.

Таблица

Символ на ядрото	Маса, а. Яжте.	Символ на ядрото	Маса, а. Яжте.
	1,008665		14,003242
	1,007825		16,999134
	4,002603		235,043933

правило за изместване. Трансформациите на ядрата се подчиняват на така нареченото правило за изместване, формулирано за първи път от Соди: по време на a-разпадане ядрото губи своя положителен заряд 2e и масата му намалява с приблизително четири атомни единици маса. В резултат на това елементът се измества с две клетки в началото на периодичната таблица. Символично това може да се напише по следния начин:

Тук елементът се обозначава, както в химията, с конвенционални символи: зарядът на ядрото е написан като индекс в долния ляв ъгъл на символа, а атомната маса е написана като индекс в горния ляв ъгъл на символа. Например водородът е представен със символа . За а- частица, която е ядрото на атом на хелий, използва се обозначението и т.н. При β - разпадане електронът излита от ядрото. В резултат на това зарядът на ядрото се увеличава с единица, докато масата остава почти непроменена:

Тук означава електрон: индексът "0" в горната част означава, че неговата маса е много малка в сравнение с единицата за атомна маса. След β - разпад елементът се приближава с една клетка към края на периодичната таблица. Гама-лъчението не е придружено от промяна на заряда; масата на ядрото се променя пренебрежимо малко.

Правилата за изместване показват, че по време на радиоактивен разпад електрическият заряд се запазва и относителната атомна маса на ядрата се запазва приблизително.

Новите ядра, образувани по време на радиоактивния разпад, от своя страна обикновено също са радиоактивни.

Пример.Използвайки данните от тази таблица, изчисляваме енергията на свързване на ядрото на атома на хелия:

Масата на ядрото на хелия е 4,002603 a.m.u.

Маса на отделните нуклони

Масова разлика: ∆ m = (4,032980 - 4,002603) amu =0,030377 amu и енергията на свързване:

Тъй като: 1 amu = 1,660566 * 10 -27 kg и c = 3 * 10 8 m / s, тогава ∆ E = 0,030377 * 1,660566 * 10 -27 kg * 9 10 16 m 2 / s 2, или ∆ E \u003d 0,030377 * 1,660566 9 10 -11 J.

В ядрената физика енергията обикновено се изразява в електронволти. Тъй като 1 eV = 1,60219 10 -19 J, тогава

Лесно се вижда, че фракцията

не зависи от състоянието на проблема. Следователно в бъдеще изчисленията в атомните реакции ще се извършват, както следва:

∆E = ∆m a.m.u. 931 MeV/a.m.u.

По този начин, енергията на свързване на ядрото на атома на хелий:

Като се раздели общата енергия на свързване на ядрото на атома на броя на нуклоните в него, може да се получи така наречената специфична енергия на свързване. За ядрото на атома на хелий специфичната енергия на свързване е MeV на нуклон.

Отговор:специфичната енергия на свързване на ядрото на хелиев атом е приблизително 7 MeV на нуклон.

Ядрото на най-простия атом - водородният атом - се състои от една елементарна частица, наречена протон. Ядрата на всички други атоми се състоят от два вида частици, протони и неутрони. Тези частици се наричат ​​нуклони. Протон. Протонът има заряд и маса

За сравнение посочваме, че масата на електрона е равна на

От сравнението на (66.1) и (66.2) следва, че -протонът има спин равен на половината и собствен магнитен момент

Единица за магнитен момент, наречена ядрен магнетон. От сравнението с (33.2) следва, че 1836 пъти по-малко от магнетона на Бор. Следователно, вътрешният магнитен момент на протона е приблизително 660 пъти по-малък от магнитния момент на електрона.

Неутрон. Неутронът е открит през 1932 г. от английския физик Д. Чадуик. Неговият електрически заряд е нула, а масата му

много близо до масата на протона.

Разликата между масите на неутрона и протона е 1,3 MeV, т.е.

Неутронът има спин равен на половината и (въпреки липсата на електрически заряд) собствен магнитен момент

(знакът минус показва, че посоките на собствените механични и магнитни моменти са противоположни). Обяснение на това невероятен фактще бъдат дадени в § 69.

Имайте предвид, че съотношението на експерименталните стойности с висока степен на точност е -3/2. Това беше забелязано едва след като теоретично беше получена такава стойност.

В свободно състояние неутронът е нестабилен (радиоактивен) - той спонтанно се разпада, превръщайки се в протон и излъчвайки електрон и друга частица, наречена антинеутрино (виж § 81). Времето на полуразпад (т.е. времето, необходимо за разпадане на половината от първоначалния брой неутрони) е приблизително 12 минути. Схемата на разпадане може да бъде написана по следния начин:

Масата на антинеутриното е нула. Масата на неутрона е по-голяма от масата на протона с Следователно масата на неутрона надвишава общата маса на частиците, фигуриращи в дясната страна на уравнение (66.7), т.е. с 0,77 MeV. Тази енергия се освобождава по време на разпада на неутрон под формата на кинетична енергия на получените частици.

Характеристики на атомното ядро. Един от най-важните характеристикиатомното ядро ​​е зарядното число Z. То е равно на броя на протоните, които изграждат ядрото, и определя неговия заряд, който е равен на Числото Z определя поредния номер на химичния елемент в периодичната таблицаМенделеев. Следователно той се нарича още атомен номер на ядрото.

Броят на нуклоните (т.е. общият брой на протоните и неутроните) в ядрото се обозначава с буквата А и се нарича масово число на ядрото. Броят на неутроните в ядрото е

Символът, използван за обозначаване на ядра

където X е химическият символ на елемента. Масовото число се поставя горе вляво, атомното число долу вляво (последната икона често се пропуска).

Понякога масовото число се записва не отляво, а отдясно на символа на химичния елемент

Ядра с еднакво Z, но различно А се наричат ​​изотопи. Повечето химични елементи имат няколко стабилни изотопа. Така, например, кислородът има три стабилни изотопа: калайът има десет и т.н.

Водородът има три изотопа:

Протият и деутерият са стабилни, тритият е радиоактивен.

Ядра с еднакво масово число А се наричат ​​изобари. Пример са ядрата с същото числонеутроните се наричат ​​изотони И накрая, има радиоактивни ядра с еднакви Z и A, различни по време на полуразпад. Те се наричат ​​изомери. Например, има два изомера на ядрото, единият от тях има полуживот от 18 минути, другият има полуживот от 4,4 часа.

Известни са около 1500 ядра, които се различават или по Z, или по A, или и по двете. Приблизително 1/5 от тези ядра са стабилни, останалите са радиоактивни. Много ядра са получени изкуствено чрез ядрени реакции.

В природата има елементи с атомен номер Z от 1 до 92, с изключение на технеций и прометий.Плутоният, след като е получен по изкуствен път, е намерен в незначителни количества в естествен минерал - смолистата смес. Останалите трансуранови (т.е. трансуранови) елементи (със Z от 93 до 107) са получени изкуствено чрез различни ядрени реакции.

Трансурановите елементи курий, айнщайний, фермий) и менделевий) са наречени в чест на изключителните учени П. и М. Кюри, А. Айнщайн, Е. Ферми и Д. И. Менделеев. Lawrencium е кръстен на изобретателя на циклотрона Е. Лорънс. Kurchatovy) получи името си в чест на изключителния съветски физик И. В. Курчатов.

Някои трансуранови елементи, включително курчатовий и елементи с номера 106 и 107, са получени в Лабораторията за ядрени реакции на Обединения институт за ядрени изследвания в Дубна от съветския учен Г. Н. Флеров и неговите сътрудници.

Размери на ядрото. В първото приближение ядрото може да се разглежда като сфера, чийто радиус се определя доста точно по формулата

(Ферми е името на единицата за дължина, използвана в ядрената физика, равна на cm). От формула (66.8) следва, че обемът на ядрото е пропорционален на броя на нуклоните в ядрото. Така плътността на материята във всички ядра е приблизително еднаква.

Спин на ядрото. Завъртанията на нуклоните се добавят към резултантния спин на ядрото. Спинът на нуклона е Следователно квантовото число на спина на ядрото l ще бъде полуцяло число за нечетен брой нуклони A и цяло число или нула за четно число A. Завъртанията на ядрата l не надвишават няколко единици. Това показва, че спиновете на повечето нуклони в ядрото взаимно се компенсират, като са антипаралелни. Всички четно-четни ядра (т.е. ядра с четен брой протони и четен брой неутрони) имат нулев спин.

До 20-те години на 20-ти век физиците вече не се съмняват, че атомните ядра, открити от Е. Ръдърфорд през 1911 г., както и самите атоми, имат сложна структура. Те бяха убедени в това от множество експериментални факти, натрупани дотогава: откриването на радиоактивността, експерименталното доказателство на ядрения модел на атома, измерването на отношението д / мза електрона, α-частицата и за т. нар. Н-частица - ядрото на водородния атом, откриването на изкуствената радиоактивност и ядрените реакции, измерването на зарядите на атомните ядра и др.

Вече е твърдо установено, че атомни ядра различни елементисъставен от два вида частици - протони и неутрони.

Първата от тези частици е водороден атом, от който е отстранен един електрон. Тази частица е наблюдавана още през 1907 г. в експериментите на Дж. Томсън, който успява да измери съотношението й д / м. През 1919 г. Е. Ръдърфорд открива ядрата на водородния атом в продуктите на делене на ядрата на атомите на много елементи. Ръдърфорд нарича тази частица протон. Той предположи, че протоните са част от всички атомни ядра. Схемата на експериментите на Ръдърфорд е показана на фиг. 6.5.1.

Устройството на Ръдърфорд се състоеше от вакуумирана камера, в която беше разположен контейнер К с източник на α-частици. Прозорецът на камерата беше покрит с метално фолио Ф, чиято дебелина беше избрана така, че α-частиците да не могат да проникнат през него. Отвън на прозореца имаше екран Е, покрит с цинков сулфид. С помощта на микроскоп M беше възможно да се наблюдават сцинтилации (т.е. светлинни проблясъци) в точките, където тежки заредени частици удрят екрана. При зареждане на камерата с азот ниско наляганена екрана се появиха светлинни проблясъци, показващи появата на поток от някакви частици, способни да проникнат през F фолиото, което почти напълно блокира потока от α-частици. Премествайки екран Е от прозореца на камерата, Ръдърфорд измери означава свободен път наблюдавани частици във въздуха. Тя се оказа приблизително равна на 28 cm, което съвпадна с оценката на дължината на пътя на H-частиците, наблюдавана по-рано от J. Thomson. Изследванията на ефекта върху частиците, избити от азотните ядра от електрически и магнитни полета, показват, че тези частици имат положителен елементарен заряд и тяхната маса е равна на масата на ядрото на водороден атом. Впоследствие експериментът е проведен с редица други газообразни вещества. Във всички случаи беше установено, че α-частиците избиват H-частици или протони от ядрата на тези вещества.

Според съвременните измервания положителният заряд на протона е точно равен на елементарния заряд д\u003d 1,60217733 10 -19 C, т.е. е равен по абсолютна стойност на отрицателния заряд на електрона. Понастоящем равенството на зарядите на протона и електрона е проверено с точност до 10 -22. Подобно съвпадение на зарядите на две различни частици е изненадващо и остава една от основните мистерии на съвременната физика.

протонна маса , според съвременните измервания, е равно на м p = 1,67262∙10 -27 kg. В ядрената физика масата на една частица често се изразява в единици за атомна маса (a.m.u.), равна на масата на въглероден атом с масово число 12:

следователно мстр= 1,007276 а. д. м. В много случаи е удобно да се изрази масата на частица в еквивалентни енергийни стойности в съответствие с формулата д = mc 2. Тъй като 1 eV = 1,60218 10 -19 J, в енергийни единици масата на протона е 938,272331 MeV.

Така в експеримента на Ръдърфорд беше открито явлението на разделяне на ядрата на азота и други елементи по време на удара на бързи α-частици и беше показано, че протоните са част от ядрата на атомите.

След откриването на протона се предполага, че ядрата на атомите се състоят само от протони. Това предположение обаче се оказа несъстоятелно, тъй като съотношението на заряда на ядрото към неговата маса не остава постоянно за различните ядра, както би било, ако в състава на ядрата бяха включени само протони. При по-тежките ядра това съотношение се оказва по-малко, отколкото при леките, т.е. при преминаване към по-тежки ядра масата на ядрото расте по-бързо от заряда.

През 1920 г. Ръдърфорд изказва хипотезата за съществуването на твърдо свързана компактна двойка протон-електрон в състава на ядрата, която е електрически неутрална формация - частица с маса, приблизително равна на масата на протона. Той дори измисли име за тази хипотетична частица - неутрон . Това беше много красива, но, както се оказа по-късно, погрешна идея. Електронът не може да бъде част от ядро. Квантово механично изчисление, базирано на съотношението на неопределеността, показва, че електрон, локализиран в ядрото, т.е. област с размер Р≈ 10 -13 cm, трябва да има колосална кинетична енергия, много порядъци по-голяма от енергията на свързване на ядрата на частица. Въпреки това, идеята за съществуването на тежка неутрална частица изглеждаше толкова привлекателна за Ръдърфорд, че той веднага покани група свои ученици, водени от Джеймс Чадуик, да я търсят. Дванадесет години по-късно, през 1932 г., Чадуик експериментално изследва радиацията, която възниква, когато берилият се облъчи с α-частици, и установи, че тази радиация е поток от неутрални частици с маса, приблизително равна на тази на протона. Така е открит неутронът. На фиг. 6.5.2 показва опростена диаграма на настройката за откриване на неутрони.

Когато берилият се бомбардира с α-частици, излъчвани от радиоактивен полоний, възниква силно проникващо лъчение, което може да преодолее такова препятствие като слой олово с дебелина 10-20 см. Това лъчение е наблюдавано почти едновременно с Чадуик от съпрузите Ирен и Фредерик Жолио- Кюри (Ирен е дъщеря на Мария и Пиер Кюри), но предполагат, че това са високоенергийни γ-лъчи. Те открили, че ако на пътя на радиацията на берилий се постави парафинова пластина, тогава йонизиращата сила на тази радиация рязко се увеличава. Те доказаха, че радиацията на берилий избива протоните от парафина, което в в големи количестваприсъстващи в това водородсъдържащо вещество. Въз основа на свободния път на протоните във въздуха те оцениха енергията на γ-квантите, способни да придадат необходимата скорост на протоните при сблъсък. Оказа се огромен - около 50 MeV.

J. Chadwick през 1932 г. провежда серия от експерименти за цялостно изследване на свойствата на радиацията, произтичаща от облъчването на берилий с α-частици. В експериментите си Чадуик използва различни методиизследвания на йонизиращо лъчение. На фиг. 6.5.2 изобразен Гайгеров брояч , предназначени за откриване на заредени частици. Състои се от стъклена тръба, покрита отвътре с метален слой (катод) и тънка нишка, минаваща по оста на тръбата (анод). Тръбата се пълни с инертен газ (обикновено аргон) при ниско налягане. Заредена частица, летяща през газ, предизвиква йонизация на молекулите. Появилите се в резултат на йонизацията свободни електрони се ускоряват от електрическото поле между анода и катода до енергии, при които започва ударна йонизация. Появява се лавина от йони и кратък импулс на разрядния ток преминава през брояча. Друг важен инструмент за изследване на частиците е т.нар облачна камера , при което бърза заредена частица оставя следа (писта). Траекторията на частиците може да се наблюдава директно или да се снима. Действието на облачната камера, създадена през 1912 г., се основава на кондензацията на пренаситени пари върху йони, образувани в работния обем на камерата по траекторията на заредена частица. С помощта на облачна камера може да се наблюдава кривината на траекторията на заредена частица в електрически и магнитни полета.

Дж. Чадуик в своите експерименти наблюдава в облачната камера следи от азотни ядра, които претърпяват сблъсък с берилиево лъчение. Въз основа на тези експерименти той направи оценка на енергията на γ-кванта, който е в състояние да информира азотните ядра за скоростта, наблюдавана в експеримента. Тя се оказа равна на 100-150 MeV. Такава огромна енергия не би могла да има γ-кванти, излъчвани от берилий. На тази основа Чадуик заключава, че от берилий под действието на α-частици излитат не безмасови γ-кванти, а по-скоро тежки частици. Тези частици бяха силно проникващи и не йонизираха директно газа в брояча на Гайгер, следователно бяха електрически неутрални. Така се доказва съществуването на неутрона, частица, предсказана от Ръдърфорд повече от 10 години преди експериментите на Чадуик.

Неутронът е елементарна частица. Не трябва да се представя като компактна двойка протон-електрон, както първоначално беше предложено от Ръдърфорд.

Според съвременните измервания, неутронна маса м n \u003d 1,67493 10 -27 kg \u003d 1,008665 a. е. м. В енергийни единици масата на неутрона е 939,56563 MeV. Масата на неутрона е приблизително две електронни маси по-голяма от масата на протона.

Веднага след откриването на неутрона руският учен Д. Д. Иваненко и немският физик В. Хайзенберг излагат хипотеза за протон-неутрон структурата на атомните ядра, което беше напълно потвърдено от последващи изследвания. Протоните и неутроните се наричат нуклони .

Въвеждат се редица обозначения за характеризиране на атомните ядра. Броят на протоните, които изграждат атомното ядро, се обозначава със символа Зи се обади номер на таксата или атомен номер (това е поредният номер в периодичната таблица на Менделеев). Ядреният заряд е Зе, Където д- елементарен заряд. Броят на неутроните се обозначава със символа н.

Общият брой нуклони (т.е. протони и неутрони) се нарича масово число А:

А = З + н.

Ядрата на химичните елементи се означават със символа , където X е химическият символ на елемента. Например,

Водород, - хелий, - въглерод, - кислород, - уран.

Ядрата на един и същи химичен елемент могат да се различават по броя на неутроните. Такива ядра се наричат изотопи . Повечето химични елементи имат няколко изотопа. Например, водородът има три от тях: - обикновен водород, - деутерий и - тритий. Въглеродът има 6 изотопа, кислородът има 3.

Химични елементи в природни условияобикновено смес от изотопи. Съществуването на изотопи определя стойността на атомната маса на природния елемент в периодична системаМенделеев. Например относителната атомна маса на естествения въглерод е 12,011.

Ядрото на атома се състои от нуклони, които се подразделят на протони и неутрони.

Символно обозначение на ядрото на атома:

А е броят на нуклоните, т.е. протони + неутрони (или атомна маса)
Z е броят на протоните (равен на броя на електроните)
N е броят на неутроните (или атомен номер)

ЯДРЕНИ СИЛИ

Те действат между всички нуклони в ядрото;
- сили на привличане;
- къс обхват

Нуклоните се привличат един към друг от ядрени сили, които са напълно различни от гравитационните или електростатичните сили. . Ядрените сили намаляват много бързо с разстоянието. Радиусът на тяхното действие е около 0,000 000 000 000 001 метра.
За тази свръхмалка дължина, която характеризира размера на атомните ядра, е въведено специално обозначение - 1 Fm (в чест на италианския физик Е. Ферми, 1901-1954). Всички ядра са с размер няколко ферми. Радиусът на ядрените сили е равен на размера на нуклон, следователно ядрата са съсиреци от много плътна материя. Може би най-плътният в земни условия.
Ядрените сили са силни взаимодействия. Превъзхождат в пъти Кулонова сила(на същото разстояние). Късият обсег ограничава действието на ядрените сили. С увеличаване на броя на нуклоните ядрата стават нестабилни и следователно повечето тежки ядра са радиоактивни, а много тежките изобщо не могат да съществуват.
Ограниченият брой елементи в природата е следствие от късия обсег на ядрените сили.

Структурата на атома - Cool! Физика

Знаеше ли?

В средата на 20 век ядрената теория предсказва съществуването стабилни елементис поредни номера Z = =110 -114.
114-ият елемент е получен в Дубна с атомна маса A = 289, който е "живял" само 30 секунди, което е невероятно дълго за атом с ядро ​​с такъв размер.
Днес теоретиците вече обсъждат свойствата на свръхтежките ядра с маса 300 и дори 500.

Атомите с еднакъв атомен номер се наричат ​​изотопи: в периодичната таблица
разположени са в една клетка (на гръцки isos - равен, topos - място).
Химични свойстваизотопите са почти идентични.
Ако в природата има около 100 елемента, тогава има повече от 2000 изотопа.Много от тях са нестабилни, тоест радиоактивни и се разпадат, излъчвайки различни видоверадиация.
Изотопите на един и същи елемент се различават по състав само по броя на неутроните в ядрото.

Изотопи на водорода.

Ако премахнете пространството от всички атоми на човешкото тяло, тогава това, което остава, може да се побере в ухото на игла.

любознателен

"Плъзгащи се" автомобили

Ако, докато шофирате кола по мокър път с висока скорост, спирате рязко, тогава колата ще се държи като планер; гумите му ще започнат да се плъзгат върху тънък слой вода, практически без да докосват пътя. Защо се случва това? Защо колата не винаги се плъзга по мокри пътища, дори когато спирачките са изключени? Има ли шарка на протектора, която намалява този ефект?

Оказа се...
Бяха предложени няколко шарки на протектора, за да се намали вероятността от "хидропланинг". Например каналът може да отведе вода до задната контактна точка на протектора с пътя, откъдето водата ще бъде изхвърлена. При други, по-малки жлебове, водата може да се отвежда встрани. И накрая, малки канали на протектора могат, така да се каже, да "намокрят" водния слой на пътя, докосвайки го точно преди основната контактна зона на протектора с паваж. Във всички случаи целта е възможно най-бързо отстраняване на водата от контактната зона и предотвратяване на хидропланинг.

Атомът се състои от положително заредено ядро ​​и околните електрони. Атомните ядра имат размери приблизително 10 -14 ... 10 -15 m (линейните размери на атома са 10 -10 m).

атомно ядросе състои от елементарни частици протони и неутрони.Протонно-неутронният модел на ядрото е предложен от руския физик Д. Д. Иваненко и впоследствие разработен от В. Хайзенберг.

протон ( Р) има положителен заряд, равен на този на електрон и маса на покой T стр = 1.6726∙10 -27 кг 1836г м д, Където м де масата на електрона. неутрон ( н)-неутрална частица с маса на покой м н= 1,6749∙10 -27 кг 1839T д ,. Масата на протоните и неутроните често се изразява в други единици - в единици за атомна маса (a.m.u., единица за маса, равна на 1/12 от масата на въглероден атом
). Масите на протона и неутрона са приблизително равни на една атомна единица маса. Протоните и неутроните се наричат нуклони(от лат. ядро-ядро). Общият брой нуклони в едно атомно ядро ​​се нарича масово число А).

Радиусите на ядрата нарастват с увеличаване на масовото число в съответствие с отношението R= 1,4А 1/3 10 -13см.

Експериментите показват, че ядрата нямат резки граници. В центъра на ядрото има определена плътност на ядрена материя и тя постепенно намалява до нула с увеличаване на разстоянието от центъра. Поради липсата на добре дефинирана граница на ядрото, неговият "радиус" се определя като разстоянието от центъра, при което плътността на ядрената материя е наполовина. Средното разпределение на плътността на материята за повечето ядра се оказва не просто сферично. Повечето от ядрата са деформирани. Често ядрата са под формата на удължени или сплескани елипсоиди.

Характеризира се атомното ядро зарежданезе,Където Зномер на таксатаядро, равен на броя на протоните в ядрото и съвпадащ с поредния номер на химичния елемент в Периодичната система от елементи на Менделеев.

Ядрото се обозначава със същия символ като неутралния атом:
, Където х- символ на химичен елемент, Затомен номер (брой протони в ядрото), А- масово число (брой нуклони в ядрото). Масово число Априблизително равна на масата на ядрото в атомни единици за маса.

Тъй като атомът е неутрален, зарядът на ядрото Зопределя броя на електроните в атома. Броят на електроните зависи от разпределението по състояния в атома. Ядреният заряд определя спецификата на даден химичен елемент, т.е. определя броя на електроните в атома, конфигурацията на техните електронни обвивки, големината и природата на вътрешноатомното електрическо поле.

Ядра с еднакви зарядни числа З, но с различни масови числа А(т.е. с различен брой неутрони N=A-Z) се наричат ​​изотопи, а ядрата със същите а,но различни Z-изобари. Например водород ( З= l) има три изотопа: H -протиум ( З=l, N= 0), H -деутерий ( З=l, н= 1), H -тритий ( З=l, н\u003d 2), калай - десет изотопа и т.н. В по-голямата част от случаите изотопите на един и същ химичен елемент имат същите химични и почти същите физични свойства.

д, MeV

Енергийни нива

и наблюдавани преходи за ядрото на борния атом

Квантовата теория стриктно ограничава енергийните стойности, които могат да имат съставните части на ядрата. Набори от протони и неутрони в ядрата могат да бъдат само в определени дискретни енергийни състояния, характерни за даден изотоп.

Когато един електрон преминава от по-високо в по-ниско енергийно състояние, енергийната разлика се излъчва под формата на фотон. Енергията на тези фотони е от порядъка на няколко електронволта. За ядра енергиите на нивата са в диапазона приблизително от 1 до 10 MeV. По време на преходи между тези нива се излъчват фотони с много високи енергии (γ-кванти). За да се илюстрират такива преходи на фиг. 6.1 показва първите пет енергийни нива на ядрото
.Вертикалните линии показват наблюдаваните преходи. Например при прехода на ядрото от състояние с енергия 3,58 MeV в състояние с енергия 2,15 MeV се излъчва γ-квант с енергия 1,43 MeV.