Si të gjeni masën e bërthamës së një atomi? dhe mori përgjigjen më të mirë

Përgjigje nga NiNa Martushova[guru]

A = numri p + numri n. Kjo do të thotë, e gjithë masa e atomit është e përqendruar në bërthamë, pasi elektroni ka një masë të papërfillshme të barabartë me 11800 AU. e. m., ndërsa protoni dhe neutroni kanë secili një masë prej 1 njësi të masës atomike. Prandaj, masa atomike relative është një numër i pjesshëm, sepse është mesatarja aritmetike e masave atomike të të gjitha izotopeve të një elementi kimik të caktuar, duke marrë parasysh përhapjen e tyre në natyrë.

Përgjigje nga Yoehmet[guru]
Merrni masën e atomit dhe zbritni masën e të gjitha elektroneve.

Përgjigje nga Vladimir Sokolov[guru]
Mblidhni masën e të gjithë protoneve dhe neutroneve në bërthamë. Do të merrni shumë para.

Përgjigje nga Dasha[i ri]
tabela periodike për të ndihmuar

Përgjigje nga Anastasia Durakova[aktiv]
Gjeni vlerën e masës relative të një atomi në tabelën periodike, rrumbullakosni atë në një numër të plotë - kjo do të jetë masa e bërthamës së atomit. Masa e bërthamës, ose numri masiv i një atomi, përbëhet nga numri i protoneve dhe neutroneve në bërthamë
A = numri p + numri n. Kjo do të thotë, e gjithë masa e atomit është e përqendruar në bërthamë, pasi elektroni ka një masë të papërfillshme të barabartë me 11800 AU. e. m., ndërsa protoni dhe neutroni kanë secili një masë prej 1 njësi të masës atomike. Prandaj, masa atomike relative është një numër i pjesshëm, sepse është mesatarja aritmetike e masave atomike të të gjitha izotopeve të një elementi kimik të caktuar, duke marrë parasysh përhapjen e tyre në natyrë. tabela periodike për të ndihmuar

Përgjigje nga 3 pergjigje[guru]

Përshëndetje! Këtu është një përzgjedhje temash me përgjigje për pyetjen tuaj: Si të gjejmë masën e bërthamës së një atomi?

bërthama atomikeështë pjesa qendrore e atomit, e përbërë nga protone dhe neutrone (të quajtura kolektivisht nukleonet).

Bërthama u zbulua nga E. Rutherford në 1911 ndërsa studionte pasazhin α -grimcat përmes materies. Doli se pothuajse e gjithë masa e një atomi (99.95%) është e përqendruar në bërthamë. Madhësia e bërthamës atomike është e rendit 10 -1 3 -10 - 12 cm, që është 10.000 herë më e vogël se madhësia e shtresës elektronike.

Modeli planetar i atomit i propozuar nga E. Rutherford dhe vëzhgimi i tij eksperimental i bërthamave të hidrogjenit u rrëzuan α -grimcat nga bërthamat e elementeve të tjerë (1919-1920), e çuan shkencëtarin në idenë e proton. Termi proton u prezantua në fillim të viteve 20 të shekullit XX.

Proton (nga greqishtja. protonet- së pari, simbol fq) është një grimcë elementare e qëndrueshme, bërthama e një atomi hidrogjeni.

Protoni- një grimcë e ngarkuar pozitivisht, ngarkesa e së cilës është e barabartë në vlerë absolute me ngarkesën e një elektroni e\u003d 1,6 10 -1 9 Cl. Masa e një protoni është 1836 herë masa e një elektroni. Masa e pushimit të një protoni m fq= 1,6726231 10 -27 kg = 1,007276470 amu

Grimca e dytë në bërthamë është neutron.

Neutron (nga lat. asnjanës- as njëra as tjetra, një simbol n) është një grimcë elementare që nuk ka ngarkesë, d.m.th., neutrale.

Masa e neutronit është 1839 herë masa e elektronit. Masa e një neutroni është pothuajse e barabartë me (pak më e madhe se) ajo e një protoni: masa e mbetur e një neutroni të lirë m n= 1,6749286 10 -27 kg = 1,0008664902 amu dhe e tejkalon masën e protonit me 2,5 masa elektronike. Neutron, së bashku me protonin nën emrin e përbashkët nukleonështë pjesë e bërthamës atomike.

Neutroni u zbulua në vitin 1932 nga D. Chadwig, një student i E. Rutherford, gjatë bombardimeve të beriliumit. α -grimca. Rrezatimi që rezulton me një fuqi të lartë depërtuese (kapërceu një pengesë të bërë nga një pllakë plumbi 10-20 cm e trashë) e intensifikoi efektin e tij kur kalonte përmes pllakës parafine (shih figurën). Vlerësimet Joliot-Curie të energjisë së këtyre grimcave nga gjurmët në dhomën e reve dhe vëzhgimet shtesë bënë të mundur eliminimin e supozimit fillestar se kjo γ - kuantë. Fuqia e madhe depërtuese e grimcave të reja, të quajtura neutrone, shpjegohej me neutralitetin e tyre elektrik. Në fund të fundit, grimcat e ngarkuara ndërveprojnë në mënyrë aktive me materien dhe shpejt humbasin energjinë e tyre. Ekzistenca e neutroneve ishte parashikuar nga E. Rutherford 10 vjet përpara eksperimenteve të D. Chadwig. Në goditje α -grimcat në bërthamat e beriliumit, ndodh reagimi i mëposhtëm:

Këtu është simboli i neutronit; ngarkesa e saj është e barabartë me zero, dhe masa relative atomike është afërsisht e barabartë me një. Një neutron është një grimcë e paqëndrueshme: një neutron i lirë në një kohë prej ~ 15 min. zbërthehet në një proton, një elektron dhe një neutrino - një grimcë pa masë pushimi.

Pas zbulimit të neutronit nga J. Chadwick në 1932, D. Ivanenko dhe W. Heisenberg propozuan në mënyrë të pavarur modeli proton-neutron (nukleoni) i bërthamës. Sipas këtij modeli, bërthama përbëhet nga protone dhe neutrone. Numri i protoneve Z përkon me numrin serial të elementit në tabelën e D. I. Mendeleev.

Ngarkesa kryesore P përcaktohet nga numri i protoneve Z, të cilat janë pjesë e bërthamës dhe është një shumëfish i vlerës absolute të ngarkesës së elektronit e:

Q = + Ze.

Numri Z thirrur numri i ngarkesës bërthamore ose numer atomik.

Numri masiv i bërthamës POR quhet numri i përgjithshëm i nukleoneve, d.m.th., protoneve dhe neutroneve që përmbahen në të. Numri i neutroneve në një bërthamë shënohet me shkronjë N. Pra, numri masiv është:

A = Z + N.

Nukleoneve (protonit dhe neutronit) u caktohet një numër masiv i barabartë me një, dhe elektronit i caktohet një vlerë zero.

Ideja e përbërjes së bërthamës u lehtësua gjithashtu nga zbulimi izotopet.

Izotopet (nga greqishtja. isos të barabartë, të njëjtë dhe topoa- vend) - këto janë lloje të atomeve të të njëjtit element kimik, bërthamat atomike të të cilave kanë të njëjtin numër protonesh ( Z) dhe një numër të ndryshëm neutronesh ( N).

Bërthamat e atomeve të tilla quhen gjithashtu izotope. Izotopet janë nuklidet një element. Nuklide (nga lat. bërthama- bërthama) - çdo bërthamë atomike (përkatësisht, një atom) me numra të dhënë Z dhe N. Emërtimi i përgjithshëm i nuklideve është ……. ku X- një simbol i një elementi kimik, A=Z+N- numri masiv.

Izotopet zënë të njëjtin vend në Tabelën Periodike të Elementeve, prej nga vjen emri i tyre. Si rregull, izotopet ndryshojnë ndjeshëm në vetitë e tyre bërthamore (për shembull, në aftësinë e tyre për të hyrë në reaksione bërthamore). Vetitë kimike (dhe pothuajse po aq fizike) të izotopeve janë të njëjta. Kjo shpjegohet me faktin se vetitë kimike të një elementi përcaktohen nga ngarkesa e bërthamës, pasi është kjo ngarkesë që ndikon në strukturën e shtresës elektronike të atomit.

Përjashtim bëjnë izotopet e elementeve të lehta. Izotopet e hidrogjenit 1 H — protium, 2 H— deuterium, 3 H — tritium ato ndryshojnë aq shumë në masë sa vetitë e tyre fizike dhe kimike janë të ndryshme. Deuteriumi është i qëndrueshëm (d.m.th., jo radioaktiv) dhe përfshihet si një papastërti e vogël (1: 4500) në hidrogjenin e zakonshëm. Deuteriumi kombinohet me oksigjenin për të formuar ujë të rëndë. Vlon në presion normal atmosferik në 101,2°C dhe ngrin në +3,8°C. Tritium β është radioaktiv me një gjysmë jete rreth 12 vjet.

Të gjithë elementët kimikë kanë izotope. Disa elementë kanë vetëm izotope të paqëndrueshme (radioaktive). Për të gjithë elementët, izotopet radioaktive janë marrë artificialisht.

Izotopet e uraniumit. Elementi uranium ka dy izotope - me numra masiv 235 dhe 238. Izotopi është vetëm 1/140 e më të zakonshmeve.

§1 Ngarkesa dhe masa, bërthamat atomike

Karakteristikat më të rëndësishme të një bërthame janë ngarkesa dhe masa e saj. M.

Z- ngarkesa e bërthamës përcaktohet nga numri i ngarkesave elementare pozitive të përqendruara në bërthamë. Një bartës i një ngarkese elementare pozitive R= 1,6021 10 -19 C në bërthamë është një proton. Atomi në tërësi është neutral dhe ngarkesa e bërthamës përcakton njëkohësisht numrin e elektroneve në atom. Shpërndarja e elektroneve në një atom mbi guaska dhe nënpredha energjetike varet në thelb nga numri i tyre total në atom. Prandaj, ngarkesa e bërthamës përcakton kryesisht shpërndarjen e elektroneve mbi gjendjet e tyre në atom dhe pozicionin e elementit në sistemin periodik të Mendelejevit. Ngarkesa bërthamore ështëqI = z· e, ku z- numri i ngarkesës së bërthamës, i barabartë me numrin rendor të elementit në sistemin Mendeleev.

Masa e bërthamës atomike praktikisht përkon me masën e atomit, sepse masa e elektroneve të të gjithë atomeve, përveç hidrogjenit, është afërsisht 2.5 10 -4 masa atomesh. Masa e atomeve shprehet në njësi të masës atomike (a.m.u.). Për a.u.m. pranoi 1/12 masë të atomit të karbonit.

1 amu \u003d 1,6605655 (86) 10 -27 kg.

mI = m a -Z mua.

Izotopet janë varietete atomesh të një elementi kimik të caktuar që kanë të njëjtën ngarkesë, por ndryshojnë në masë.

Numri i plotë më i afërt me masën atomike, i shprehur në a.u. m . quhet numri masiv m dhe shënohet me shkronjën POR. Përcaktimi i një elementi kimik: POR- numri i masës, X - simboli i një elementi kimik,Z-numri i tarifimit - numri serial në tabelën periodike ():

Berilium; Izotopet: , ", .

Rrezja kryesore:

ku A është numri masiv.

§2 Përbërja e bërthamës

Bërthama e një atomi hidrogjenithirrur proton

mproton= 1,00783 amu , .

Diagrami i atomit të hidrogjenit

Në vitin 1932, u zbulua një grimcë e quajtur neutron, e cila ka një masë afër asaj të një protoni (mneutron= 1,00867 a.m.u.) dhe nuk ka ngarkesë elektrike. Më pas D.D. Ivanenko formuloi një hipotezë për strukturën proton-neutron të bërthamës: bërthama përbëhet nga protone dhe neutrone dhe shuma e tyre është e barabartë me numrin e masës. POR. 3 numër rendorZpërcakton numrin e protoneve në bërthamë, numrin e neutroneveN \u003d A - Z.

Grimcat elementare - protonet dhe neutronet që hyjnë në thelb, njihen kolektivisht si nukleone. Nukleonet e bërthamave janë në gjendje, dukshëm të ndryshme nga shtetet e tyre të lira. Midis nukleoneve ka një të veçantë i de r ndërveprim i ri. Ata thonë se një nukleon mund të jetë në dy "gjendje ngarkese" - një gjendje protonike me një ngarkesë+ e, dhe neutron me ngarkesë 0.

§3 Energjia lidhëse e bërthamës. defekt masiv. forcat bërthamore

Grimcat bërthamore - protonet dhe neutronet - mbahen fort brenda bërthamës, kështu që forca shumë të mëdha tërheqëse veprojnë midis tyre, të afta për t'i rezistuar forcave të mëdha refuzuese midis protoneve me ngarkesë të ngjashme. Këto forca speciale që dalin në distanca të vogla midis nukleoneve quhen forca bërthamore. Forcat bërthamore nuk janë elektrostatike (Coulomb).

Studimi i bërthamës tregoi se forcat bërthamore që veprojnë midis nukleoneve kanë këto karakteristika:

a) këto janë forca me rreze të shkurtër - manifestohen në distanca të rendit 10 -15 m dhe zvogëlohen ndjeshëm edhe me një rritje të lehtë të distancës;

b) forcat bërthamore nuk varen nga fakti nëse grimca (nukleoni) ka një ngarkesë - ngarkesë të pavarur të forcave bërthamore. Forcat bërthamore që veprojnë midis një neutroni dhe një protoni, midis dy neutroneve, midis dy protoneve janë të barabarta. Protoni dhe neutroni në lidhje me forcat bërthamore janë të njëjta.

Energjia e lidhjes është një masë e qëndrueshmërisë së një bërthame atomike. Energjia lidhëse e bërthamës është e barabartë me punën që duhet bërë për të ndarë bërthamën në nukleonet përbërëse të saj pa u dhënë atyre energji kinetike

M I< Σ( m fq + m n)

Unë - masa e bërthamës

Matja e masave të bërthamave tregon se masa e pushimit të bërthamës është më e vogël se shuma e masave të mbetura të nukleoneve përbërëse të saj.

Vlera

shërben si masë e energjisë së lidhjes dhe quhet defekt i masës.

Ekuacioni i Ajnshtajnit në relativitetin special lidh energjinë dhe masën e pushimit të një grimce.

Në rastin e përgjithshëm, energjia e lidhjes së bërthamës mund të llogaritet me formulë

ku Z - numri i ngarkesës (numri i protoneve në bërthamë);

POR- numri masiv (numri i përgjithshëm i nukleoneve në bërthamë);

m fq, , m n dhe M i- masa e protonit, neutronit dhe bërthamës

Defekt masiv (Δ m) janë të barabarta me 1 a.u. m (a.m.u. - njësia e masës atomike) korrespondon me energjinë e lidhjes (E St) e barabartë me 1 a.u.e. (a.u.e. - njësi atomike e energjisë) dhe e barabartë me 1a.u.m. s 2 = 931 MeV.

§ 4 Reaksionet bërthamore

Ndryshimet në bërthama gjatë ndërveprimit të tyre me grimcat individuale dhe me njëra-tjetrën zakonisht quhen reaksione bërthamore.

Janë reaksionet e mëposhtme, më të zakonshmet bërthamore.

1. Reaksioni i transformimit . Në këtë rast, grimca rënëse mbetet në bërthamë, por bërthama e ndërmjetme lëshon një grimcë tjetër, kështu që bërthama e produktit ndryshon nga bërthama e synuar.

1. Reaksioni i kapjes rrezatuese . Grimca e incidentit ngec në bërthamë, por bërthama e ngacmuar lëshon energji të tepërt, duke lëshuar një γ-foton (përdoret në funksionimin e reaktorëve bërthamorë)

Një shembull i një reaksioni të kapjes së neutronit nga kadmiumi

ose fosfor

1. Shpërndarje. Bërthama e ndërmjetme lëshon një grimcë identike me

me atë të fluturuar, dhe mund të jetë:

Shpërndarje elastike neutronet me karbon (të përdorura në reaktorë deri në neutrone të moderuara):

Shpërndarje joelastike :

1. reaksioni i ndarjes. Ky është një reagim që vazhdon gjithmonë me çlirimin e energjisë. Është baza për prodhimin teknik dhe përdorimin e energjisë bërthamore. Gjatë reaksionit të ndarjes, ngacmimi i bërthamës së përbërjes së ndërmjetme është aq i madh sa që ndahet në dy fragmente, afërsisht të barabarta, me lëshimin e disa neutroneve.

Nëse energjia e ngacmimit është e ulët, atëherë ndarja e bërthamës nuk ndodh dhe bërthama, pasi ka humbur energjinë e tepërt duke emetuar një γ - foton ose neutron, do të kthehet në gjendjen e saj normale (Fig. 1). Por nëse energjia e futur nga neutroni është e madhe, atëherë bërthama e ngacmuar fillon të deformohet, në të formohet një shtrëngim dhe si rezultat ndahet në dy fragmente që fluturojnë larg me shpejtësi të jashtëzakonshme, ndërsa dy neutrone emetohen.
(Fig. 2).

Reaksion zinxhir- reaksioni i ndarjes vetë-zhvilluese. Për ta zbatuar atë, është e nevojshme që nga neutronet dytësore të prodhuara gjatë një ngjarje të ndarjes, të paktën njëri të mund të shkaktojë ngjarjen tjetër të ndarjes: (pasi disa neutrone mund të marrin pjesë në reaksionet e kapjes pa shkaktuar ndarje). Në mënyrë sasiore shprehet kushti për ekzistencën e një reaksioni zinxhir faktori i shumëzimit

k < 1 - цепная реакция невозможна, k = 1 (m = m kr ) - reaksionet zinxhir me një numër konstant neutronesh (në një reaktor bërthamor),k > 1 (m > m kr ) janë bomba bërthamore.

RADIOAKTIVITETI

§1 Radioaktiviteti natyror

Radioaktiviteti është shndërrimi spontan i bërthamave të paqëndrueshme të një elementi në bërthama të një elementi tjetër. radioaktiviteti natyror quhet radioaktiviteti i vërejtur në izotopet e paqëndrueshme që ekzistojnë në natyrë. Radioaktiviteti artificial quhet radioaktiviteti i izotopeve të fituar si rezultat i reaksioneve bërthamore.

Llojet e radioaktivitetit:

1. α-prishje.

Emetimi nga bërthamat e disa elementeve kimike të sistemit α të dy protoneve dhe dy neutroneve të lidhur së bashku (a-grimca - bërthama e një atomi heliumi)

α-zbërthimi është i natyrshëm në bërthamat e rënda me POR> 200 dheZ > 82. Kur lëvizin në një substancë, grimcat α prodhojnë jonizimin e fortë të atomeve në rrugën e tyre (jonizimi është shkëputja e elektroneve nga një atom), duke vepruar mbi to me fushën e tyre elektrike. Distanca mbi të cilën një grimcë α fluturon në materie derisa të ndalojë plotësisht quhet diapazoni i grimcave ose fuqi depërtuese(shënohetR, [R] = m, cm). . Në kushte normale, formohet një grimcë α në ajri 30.000 çifte jonesh për shteg 1 cm. Jonizimi specifik është numri i çifteve të joneve të formuara për 1 cm të gjatësisë së shtegut. Grimca α ka një efekt të fortë biologjik.

Rregulli i ndërrimit për prishjen alfa:

2. β-zbërthimi.

a) elektronike (β -): bërthama lëshon një elektron dhe një elektron antineutrino

b) pozitron (β +): bërthama lëshon një pozitron dhe një neutrino

Këto procese ndodhin duke shndërruar një lloj nukleoni në një bërthamë në një tjetër: një neutron në një proton ose një proton në një neutron.

Nuk ka elektrone në bërthamë, ato formohen si rezultat i transformimit të ndërsjellë të nukleoneve.

Positron - një grimcë që ndryshon nga një elektron vetëm në shenjën e ngarkesës (+e = 1,6 10 -19 C)

Nga eksperimenti rezulton se gjatë zbërthimit β, izotopet humbasin të njëjtën sasi energjie. Prandaj, në bazë të ligjit të ruajtjes së energjisë, W. Pauli parashikoi që një grimcë tjetër e lehtë, e quajtur antineutrino, të hidhet. Një antineutrino nuk ka ngarkesë ose masë. Humbjet e energjisë nga grimcat β gjatë kalimit të tyre nëpër materie shkaktohen kryesisht nga proceset e jonizimit. Një pjesë e energjisë humbet nga rrezet X gjatë ngadalësimit të grimcave β nga bërthamat e substancës thithëse. Meqenëse grimcat β kanë një masë të vogël, një ngarkesë njësi dhe shpejtësi shumë të larta, aftësia e tyre jonizuese është e vogël (100 herë më e vogël se ajo e grimcave α), prandaj, fuqia depërtuese (kilometrazhi) e grimcave β është dukshëm më e madhe se α-grimca.

Rβ ajri = 200 m, Rβ Pb ≈ 3 mm

β - - prishja ndodh në bërthamat radioaktive natyrore dhe artificiale. β + - vetëm me radioaktivitet artificial.

Rregulli i zhvendosjes për β - - kalbje:

c) K - kapja (kapja elektronike) - bërthama thith një nga elektronet e vendosura në shtresën K (më rrallëLose M) të atomit të tij, si rezultat i të cilit një nga protonet shndërrohet në një neutron, ndërsa lëshon një neutrino

Skema K - kapja:

Vendi në shtresën elektronike, i zbrazur nga elektroni i kapur, është i mbushur me elektrone nga shtresat mbivendosje, duke rezultuar në rrezet X.

• rreze-γ.

Zakonisht, të gjitha llojet e radioaktivitetit shoqërohen nga emetimi i rrezeve γ. rrezet γ janë rrezatim elektromagnetik që kanë gjatësi vale nga një deri në të qindtat e angstromit λ’=~ 1-0,01 Å=10 -10 -10 -12 m. Energjia e rrezeve γ arrin miliona eV.

W γ ~ MeV

1eV=1.6 10 -19 J

Një bërthamë që i nënshtrohet kalbjes radioaktive, si rregull, rezulton të jetë e ngacmuar, dhe kalimi i saj në gjendjen bazë shoqërohet me emetimin e një fotoni γ. Në këtë rast, energjia e γ-fotonit përcaktohet nga kushti

ku E 2 dhe E 1 është energjia e bërthamës.

E 2 - energji në gjendje të ngacmuar;

E 1 - energjia në gjendjen bazë.

Thithja e rrezeve γ nga materia është për shkak të tre proceseve kryesore:

• efekt fotoelektrik (me hv < l MэB);
• formimi i çifteve elektron-pozitron;

ose

• shpërndarje (efekti Compton) -

Thithja e rrezeve γ ndodh sipas ligjit të Bouguer:

ku μ është një koeficient linear dobësimi, në varësi të energjive të rrezeve γ dhe vetive të mediumit;

І 0 është intensiteti i rrezes paralele të rënë;

Iështë intensiteti i rrezes pas kalimit nëpër një substancë me trashësi X cm.

Rrezet γ janë një nga rrezatimet më depërtuese. Për rrezet më të forta (hvmax) trashësia e shtresës gjysmë thithëse është 1.6 cm në plumb, 2.4 cm në hekur, 12 cm në alumin dhe 15 cm në tokë.

§2 Ligji bazë i zbërthimit radioaktiv.

Numri i bërthamave të kalburadN proporcionale me numrin fillestar të bërthamave N dhe koha e kalbjesdt, dN~ N dt. Ligji bazë i zbërthimit radioaktiv në formë diferenciale:

Koeficienti λ quhet konstanta e zbërthimit për një lloj të caktuar bërthamash. Shenja "-" do të thotë këtëdNduhet të jetë negativ, pasi numri përfundimtar i bërthamave të pazbërthyera është më i vogël se ai fillestar.

prandaj, λ karakterizon fraksionin e bërthamave që kalbet për njësi të kohës, d.m.th., përcakton shkallën e zbërthimit radioaktiv. λ nuk varet nga kushtet e jashtme, por përcaktohet vetëm nga vetitë e brendshme të bërthamave. [λ]=s -1 .

Ligji bazë i zbërthimit radioaktiv në formë integrale

ku N 0 - numri fillestar i bërthamave radioaktive nët=0;

N- numri i bërthamave jo të kalbur në një kohët;

λ është konstanta e zbërthimit radioaktiv.

Shkalla e zbërthimit në praktikë gjykohet duke përdorur jo λ, por T 1/2 - gjysma e jetës - koha gjatë së cilës gjysma e numrit fillestar të bërthamave kalbet. Marrëdhënia T 1/2 dhe λ

T 1/2 U 238 = 4,5 10 6 vjet, T 1/2 Ra = 1590 vjet, T 1/2 Rn = 3.825 ditë Numri i prishjeve për njësi të kohës A \u003d -dN/ dtquhet aktiviteti i një lënde të caktuar radioaktive.

Nga

vijon,

[A] \u003d 1 Becquerel \u003d 1 shpërbërje / 1 s;

[A] \u003d 1Ci \u003d 1Curie \u003d 3,7 10 10 Bq.

Ndryshimi i ligjit të veprimtarisë

ku A 0 = λ N 0 - aktiviteti fillestar në kohët= 0;

A - aktivitet në një kohët.

Shumë vite më parë, njerëzit pyesnin veten se nga përbëhen të gjitha substancat. I pari që u përpoq t'i përgjigjej ishte shkencëtari i lashtë grek Democritus, i cili besonte se të gjitha substancat përbëhen nga molekula. Tani e dimë se molekulat janë ndërtuar nga atomet. Atomet përbëhen nga grimca edhe më të vogla. Në qendër të një atomi është bërthama, e cila përmban protone dhe neutrone. Grimcat më të vogla - elektronet - lëvizin në orbita rreth bërthamës. Masa e tyre është e papërfillshme në krahasim me masën e bërthamës. Por si të gjeni masën e bërthamës, vetëm llogaritjet dhe njohuritë e kimisë do të ndihmojnë. Për ta bërë këtë, ju duhet të përcaktoni numrin e protoneve dhe neutroneve në bërthamë. Shikoni vlerat tabelare të masave të një protoni dhe një neutroni dhe gjeni masën totale të tyre. Kjo do të jetë masa e bërthamës.

Shpesh mund të hasni në një pyetje të tillë, si ta gjeni masën, duke ditur shpejtësinë. Sipas ligjeve klasike të mekanikës, masa nuk varet nga shpejtësia e trupit. Në fund të fundit, nëse një makinë, duke u larguar, fillon të marrë shpejtësinë e saj, kjo nuk do të thotë aspak se masa e saj do të rritet. Megjithatë, në fillim të shekullit të njëzetë, Ajnshtajni paraqiti një teori sipas së cilës ekziston kjo varësi. Ky efekt quhet rritja relativiste e masës trupore. Dhe manifestohet kur shpejtësitë e trupave i afrohen shpejtësisë së dritës. Përshpejtuesit modernë të grimcave bëjnë të mundur përshpejtimin e protoneve dhe neutroneve në shpejtësi kaq të larta. Dhe në fakt, në këtë rast, u regjistrua një rritje e masave të tyre.

Por ne ende jetojmë në një botë të teknologjisë së lartë, por me shpejtësi të ulët. Prandaj, për të ditur se si të llogarisni masën e një lënde, nuk është aspak e nevojshme të përshpejtoni trupin në shpejtësinë e dritës dhe të mësoni teorinë e Ajnshtajnit. Pesha e trupit mund të matet në një peshore. Vërtetë, jo çdo trup mund të vihet në peshore. Prandaj, ekziston një mënyrë tjetër për të llogaritur masën nga dendësia e saj.

Ajri rreth nesh, ajri që është aq i nevojshëm për njerëzimin, gjithashtu ka masën e vet. Dhe, kur zgjidhet problemi se si të përcaktohet masa e ajrit, për shembull, në një dhomë, nuk është e nevojshme të numërohet numri i molekulave të ajrit dhe të përmblidhet masa e bërthamave të tyre. Ju thjesht mund të përcaktoni vëllimin e dhomës dhe ta shumëzoni atë me densitetin e ajrit (1.9 kg / m3).

Shkencëtarët tani kanë mësuar me saktësi të madhe të llogaritin masat e trupave të ndryshëm, nga bërthamat e atomeve deri te masa e globit dhe madje edhe yjet që ndodhen në një distancë prej disa qindra vitesh dritë nga ne. Masa, si një sasi fizike, është një masë e inercisë së një trupi. Trupat më masivë, thonë ata, janë më inertë, domethënë e ndryshojnë shpejtësinë e tyre më ngadalë. Prandaj, në fund të fundit, shpejtësia dhe masa janë të ndërlidhura. Por tipari kryesor i kësaj sasie është se çdo trup apo substancë ka masë. Nuk ka materie në botë që nuk ka masë!

Duke hetuar kalimin e një grimce α përmes një fletë ari të hollë (shih Seksionin 6.2), E. Rutherford arriti në përfundimin se një atom përbëhet nga një bërthamë e rëndë e ngarkuar pozitivisht dhe elektrone që e rrethojnë atë.

bërthamë quhet qendra e atomit,në të cilin është përqendruar pothuajse e gjithë masa e një atomi dhe ngarkesa e tij pozitive.

AT përbërja e bërthamës atomike përfshin grimcat elementare : protonet dhe neutronet (nukleonet nga fjala latine bërthama- bërthama). Një model i tillë proton-neutron i bërthamës u propozua nga fizikani sovjetik në 1932 D.D. Ivanenko. Protoni ka një ngarkesë pozitive e + = 1,06 10 -19 C dhe një masë pushimi m fq\u003d 1,673 10 -27 kg \u003d 1836 mua. Neutron ( n) është një grimcë neutrale me masë pushimi m n= 1,675 10 -27 kg = 1839 mua(ku masa e elektronit mua, është e barabartë me 0,91 10 -31 kg). Në fig. 9.1 tregon strukturën e atomit të heliumit sipas ideve të fundit të shekullit XX - fillimit të shekullit XXI.

Ngarkesa kryesore barazohet Ze, ku eështë ngarkesa e protonit, Z- numri i tarifës e barabartë me numër serik element kimik në sistemin periodik të elementeve të Mendelejevit, d.m.th. numri i protoneve në bërthamë. Numri i neutroneve në një bërthamë shënohet N. Zakonisht Z > N.

Bërthamat me Z= 1 deri Z = 107 – 118.

Numri i nukleoneve në bërthamë A = Z + N thirrur numri masiv . bërthama me të njëjtat Z, por ndryshe POR thirrur izotopet. Kernels, të cilat, në të njëjtën A kanë të ndryshme Z, quhen izobaret.

Bërthama shënohet me të njëjtin simbol si atomi neutral, ku Xështë simboli i një elementi kimik. Për shembull: hidrogjeni Z= 1 ka tre izotope: - protium ( Z = 1, N= 0), është deuterium ( Z = 1, N= 1), - tritium ( Z = 1, N= 2), kallaji ka 10 izotope, e kështu me radhë. Shumica dërrmuese e izotopeve të të njëjtit element kimik kanë të njëjtat veti kimike dhe të afërta fizike. Në total, njihen rreth 300 izotopë të qëndrueshëm dhe më shumë se 2000 natyralë dhe artificialisht. izotopet radioaktive.

Madhësia e bërthamës karakterizohet nga rrezja e bërthamës, e cila ka një kuptim të kushtëzuar për shkak të mjegullimit të kufirit të bërthamës. Edhe E. Rutherford, duke analizuar eksperimentet e tij, tregoi se madhësia e bërthamës është afërsisht 10-15 m (madhësia e një atomi është 10-10 m). Ekziston një formulë empirike për llogaritjen e rrezes së bërthamës:

ku R 0 = (1,3 - 1,7) 10 -15 m Nga kjo shihet se vëllimi i bërthamës është proporcional me numrin e nukleoneve.

Dendësia e substancës bërthamore është e rendit 10 17 kg/m 3 dhe është konstante për të gjitha bërthamat. Ajo tejkalon shumë densitetin e substancave të zakonshme më të dendura.

Protonet dhe neutronet janë fermionet, sepse kanë rrotullim ħ /2.

Bërthama e një atomi ka vrulli i vet këndor – rrotullimi bërthamor :

,

(9.1.2)

ku I – e brendshme(i plotë)numri kuantik spin.

Numri I pranon vlerat e numrave të plotë ose gjysmë të plotë 0, 1/2, 1, 3/2, 2, etj. Kernelet me madje POR kanë rrotullimi i numrit të plotë(në njësi ħ ) dhe respektoni statistikat Bose–Ajnshtajni(bozonet). Kernelet me i çuditshëm POR kanë rrotullim gjysmë i plotë(në njësi ħ ) dhe respektoni statistikat Fermi–Diraku(ato. bërthamat janë fermione).

Grimcat bërthamore kanë momentet e tyre magnetike, të cilat përcaktojnë momentin magnetik të bërthamës në tërësi. Njësia për matjen e momenteve magnetike të bërthamave është magnetoni bërthamor μ helm:

Këtu eështë vlera absolute e ngarkesës së elektronit, m fqështë masa e protonit.

Magnetoni bërthamor në m fq/mua= 1836.5 herë më i vogël se magnetoni i Bohr-it, prandaj rrjedh se vetitë magnetike të atomeve përcaktohen nga vetitë magnetike të elektroneve të tij .

Ekziston një lidhje midis rrotullimit të bërthamës dhe momentit të tij magnetik:

ku γ helm - raporti gjiromagnetik bërthamor.

Neutroni ka një moment magnetik negativ μ n≈ – 1,913μ helm sepse drejtimi i rrotullimit të neutronit dhe momenti i tij magnetik janë të kundërta. Momenti magnetik i protonit është pozitiv dhe i barabartë me μ R≈ 2.793μ helm. Drejtimi i tij përkon me drejtimin e rrotullimit të protonit.

Shpërndarja e ngarkesës elektrike të protoneve mbi bërthamë është përgjithësisht asimetrike. Masa e devijimit të kësaj shpërndarjeje nga simetrike sferike është Momenti elektrik katërpolësh i bërthamës P. Nëse dendësia e ngarkesës supozohet të jetë e njëjtë kudo, atëherë P përcaktohet vetëm nga forma e bërthamës. Pra, për një elipsoid revolucioni

,

(9.1.5)

ku bështë gjysmëboshti i elipsoidit përgjatë drejtimit të rrotullimit, a- boshti në drejtim pingul. Për një bërthamë të shtrirë përgjatë drejtimit të rrotullimit, b > a dhe P> 0. Për një bërthamë të shtrirë në këtë drejtim, b < a dhe P < 0. Для сферического распределения заряда в ядре b = a dhe P= 0. Kjo është e vërtetë për bërthamat me spin të barabartë me 0 ose ħ /2.

Për të parë demonstrimet, klikoni në lidhjen e duhur: