Atom yadrosining massasini qanday topish mumkin? va eng yaxshi javobni oldi

NiNa Martushovadan javob[guru]

A = p soni + n soni. Ya'ni, atomning butun massasi yadroda to'plangan, chunki elektron 11800 AU ga teng arzimas massaga ega. e. m., proton va neytron esa har birining massasi 1 atom massa birligiga ega. Nisbiy atom massasi kasr sondir, chunki u ma'lum bir kimyoviy elementning barcha izotoplarining atom massalarining tabiatda tarqalishini hisobga olgan holda o'rtacha arifmetikdir.

dan javob Yoehmet[guru]
Atomning massasini oling va barcha elektronlarning massasini ayiring.

dan javob Vladimir Sokolov[guru]
Yadrodagi barcha proton va neytronlarning massasini yig'ing. Unda ko'p narsaga ega bo'lasiz.

dan javob Dasha[yangi]
yordam berish uchun davriy jadval

dan javob Anastasiya Durakova[faol]
Davriy jadvaldagi atomning nisbiy massasining qiymatini toping, uni butun songa yaxlitlang - bu atom yadrosining massasi bo'ladi. Yadro massasi yoki atomning massa soni yadrodagi proton va neytronlar sonidan iborat.
A = p soni + n soni. Ya'ni, atomning butun massasi yadroda to'plangan, chunki elektron 11800 AU ga teng arzimas massaga ega. e. m., proton va neytron esa har birining massasi 1 atom massa birligiga ega. Nisbiy atom massasi kasr sondir, chunki u ma'lum bir kimyoviy elementning barcha izotoplarining atom massalarining tabiatda tarqalishini hisobga olgan holda o'rtacha arifmetikdir. yordam berish uchun davriy jadval

dan javob 3 ta javob[guru]

Salom! Mana sizning savolingizga javoblar bilan mavzular tanlovi: Atom yadrosining massasini qanday topish mumkin?

atom yadrosi proton va neytronlardan tashkil topgan atomning markaziy qismidir (birgalikda deyiladi nuklonlar).

Yadroni E. Rezerford 1911 yilda parchani o‘rganayotganda kashf etgan α -zarralar moddalar orqali. Ma'lum bo'lishicha, atomning deyarli butun massasi (99,95%) yadroda to'plangan. Atom yadrosining o'lchami 10 -1 3 -10 - 12 sm ga teng bo'lib, bu elektron qobiq hajmidan 10 000 marta kichikdir.

E.Rezerford tomonidan taklif qilingan atomning sayyoraviy modeli va uning vodorod yadrolarini eksperimental kuzatishi nokautga uchradi. α -boshqa elementlarning yadrolaridan zarralar (1919-1920), olimni g'oyaga olib keldi. proton. Proton atamasi XX asrning 20-yillari boshlarida kiritilgan.

Proton (yunon tilidan. protonlar- birinchi, belgi p) barqaror elementar zarra, vodorod atomining yadrosi.

Proton- zaryadi mutlaq qiymati bo'yicha elektron zaryadiga teng bo'lgan musbat zaryadlangan zarracha e\u003d 1,6 10 -1 9 Cl. Protonning massasi elektron massasidan 1836 marta katta. Protonning tinch massasi m p= 1,6726231 10 -27 kg = 1,007276470 amu

Yadrodagi ikkinchi zarracha neytron.

Neytron (latdan. neytral- na u, na boshqasi, ramz n) zaryadsiz, ya'ni neytral elementar zarradir.

Neytronning massasi elektron massasidan 1839 marta katta. Neytronning massasi protonnikiga deyarli teng (bir oz kattaroq): erkin neytronning qolgan massasi m n= 1,6749286 10 -27 kg = 1,0008664902 amu va proton massasidan 2,5 elektron massaga oshadi. Neytron, umumiy nom ostida proton bilan birga nuklon atom yadrosining bir qismidir.

Neytron 1932 yilda E.Rezerford shogirdi D.Chadvig tomonidan berilliyni bombardimon qilish paytida kashf etilgan. α -zarralar. Olingan yuqori penetratsion quvvatga ega bo'lgan nurlanish (u 10-20 sm qalinlikdagi qo'rg'oshin plastinkasidan yasalgan to'siqni yengib chiqdi) kerosin plastinkasidan o'tayotganda o'z ta'sirini kuchaytirdi (rasmga qarang). Joliot-Kyuri tomonidan amalga oshirilgan bulut kamerasidagi yo'llardan ushbu zarrachalarning energiyasini baholash va qo'shimcha kuzatishlar bu zarrachalar energiyasini taxmin qilishning dastlabki taxminlarini istisno qilishga imkon berdi. γ - kvant. Neytronlar deb ataladigan yangi zarralarning katta kirib borish kuchi ularning elektr neytralligi bilan izohlangan. Axir, zaryadlangan zarralar materiya bilan faol o'zaro ta'sir qiladi va tezda o'z energiyasini yo'qotadi. Neytronlarning mavjudligini E.Rezerford D.Chadvig tajribalaridan 10 yil oldin bashorat qilgan. Urganda α -beriliy yadrolaridagi zarralar bilan quyidagi reaksiya sodir bo'ladi:

Mana neytronning ramzi; uning zaryadi nolga teng, nisbiy atom massasi esa taxminan birga teng. Neytron - bu beqaror zarracha: erkin neytron ~ 15 daqiqada. proton, elektron va neytrinoga parchalanadi - tinch massadan mahrum bo'lgan zarracha.

1932 yilda J.Chedvik tomonidan neytron kashf etilgandan so‘ng D.Ivanenko va V.Geyzenberg mustaqil ravishda taklif qildilar. yadroning proton-neytron (nuklon) modeli. Ushbu modelga ko'ra, yadro proton va neytronlardan iborat. Protonlar soni Z D. I. Mendeleyev jadvalidagi elementning tartib raqamiga to‘g‘ri keladi.

Asosiy zaryad Q protonlar soni bilan aniqlanadi Z, yadroning bir qismi bo'lgan va elektron zaryadining mutlaq qiymatining ko'paytmasidir e:

Q = + Ze.

Raqam Z chaqirdi yadro zaryadining raqami yoki atom raqami.

Yadroning massa soni LEKIN nuklonlarning umumiy soni, ya'ni undagi proton va neytronlar deb ataladi. Yadrodagi neytronlar soni harf bilan belgilanadi N. Shunday qilib, massa soni:

A = Z + N.

Nuklonlarga (proton va neytron) bittaga teng massa soni, elektronga esa nol qiymati beriladi.

Yadro tarkibi haqidagi g'oya kashfiyot bilan ham yordam berdi izotoplar.

Izotoplar (yunon tilidan. isos teng, bir xil va topoa- joy) - bular bir xil kimyoviy element atomlarining navlari bo'lib, ularning atom yadrolari bir xil miqdordagi protonlarga ega ( Z) va boshqa miqdordagi neytronlar ( N).

Bunday atomlarning yadrolari izotoplar deb ham ataladi. Izotoplar nuklidlar bitta element. Nuklid (lot.dan. yadro- yadro) - berilgan raqamlarga ega har qanday atom yadrosi (mos ravishda atom). Z va N. Nuklidlarning umumiy belgilanishi ……. qayerda X- kimyoviy element belgisi, A=Z+N- massa soni.

Izotoplar elementlarning davriy tizimida bir xil o'rinni egallaydi, shuning uchun ularning nomi. Qoida tariqasida, izotoplar yadroviy xossalari (masalan, yadro reaksiyalariga kirishish qobiliyati) bilan sezilarli darajada farqlanadi. Izotoplarning kimyoviy (va deyarli teng fizik) xossalari bir xil. Bu elementning kimyoviy xossalari yadro zaryadi bilan aniqlanishi bilan izohlanadi, chunki aynan shu zaryad atomning elektron qobig'ining tuzilishiga ta'sir qiladi.

Istisno - yorug'lik elementlarining izotoplari. Vodorodning izotoplari 1 H — protium, 2 H— deyteriy, 3 H — tritiy ular massa jihatidan bir-biridan shunchalik farq qiladiki, ularning fizik va kimyoviy xossalari har xil. Deyteriy barqaror (ya'ni radioaktiv emas) va oddiy vodorod tarkibiga kichik nopoklik (1: 4500) sifatida kiradi. Deyteriy kislorod bilan qoʻshilib ogʻir suv hosil qiladi. Oddiy atmosfera bosimida 101,2 ° S da qaynaydi va + 3,8 ° S da muzlaydi. Tritiy β radioaktiv bo'lib, yarimparchalanish davri taxminan 12 yil.

Barcha kimyoviy elementlarning izotoplari bor. Ba'zi elementlarda faqat beqaror (radioaktiv) izotoplar mavjud. Barcha elementlar uchun radioaktiv izotoplar sun'iy ravishda olingan.

Uranning izotoplari. Uran elementi ikkita izotopga ega - massa raqamlari 235 va 238. Izotop keng tarqalganlarning atigi 1/140 qismini tashkil qiladi.

§1 Zaryad va massa, atom yadrolari

Yadroning eng muhim belgilari uning zaryadi va massasidir. M.

Z- yadro zaryadi yadroda to'plangan musbat elementar zaryadlar soni bilan aniqlanadi. Musbat elementar zaryadning tashuvchisi R= 1,6021 Yadrodagi 10 -19 S protondir. Atom umuman neytraldir va yadro zaryadi bir vaqtning o'zida atomdagi elektronlar sonini aniqlaydi. Atomdagi elektronlarning energiya qobiqlari va pastki qavatlari bo'yicha taqsimlanishi asosan ularning atomdagi umumiy soniga bog'liq. Shuning uchun yadro zaryadi ko'p jihatdan elektronlarning atomdagi holatlari bo'yicha taqsimlanishini va elementning Mendeleyev davriy sistemasidagi o'rnini belgilaydi. Yadro zaryadiqI = z· e, qayerda z- Mendeleyev sistemasidagi elementning tartib raqamiga teng yadroning zaryad raqami.

Atom yadrosining massasi amalda atomning massasiga to'g'ri keladi, chunki vodoroddan tashqari barcha atomlarning elektronlari massasi taxminan 2,5 10 -4 atom massasini tashkil qiladi. Atomlarning massasi atom massa birliklarida (a.m.u.) ifodalanadi. a.u.m. uchun. uglerod atomining 1/12 massasini qabul qildi.

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

mI = m a - Z men.

Izotoplar - ma'lum bir kimyoviy element atomlarining bir xil zaryadga ega bo'lgan, ammo massasi jihatidan farq qiladigan navlari.

Atom massasiga eng yaqin butun son, a.u. m . massa raqami deb ataladi m va harfi bilan belgilanadi LEKIN. Kimyoviy elementni belgilash: LEKIN- massa raqami, X - kimyoviy elementning belgisi,Z- zaryadlash raqami - davriy jadvaldagi seriya raqami ():

berilliy; Izotoplar: , ", .

Yadro radiusi:

bu erda A - massa soni.

§2 Yadroning tarkibi

Vodorod atomining yadrosichaqirdi proton

mproton= 1,00783 amu , .

Vodorod atomi diagrammasi

1932 yilda proton massasiga yaqin massaga ega neytron deb nomlangan zarracha topildi.mneytron= 1,00867 a.m.u.) va elektr zaryadiga ega emas. Keyin D.D. Ivanenko yadroning proton-neytron tuzilishi haqida gipotezani shakllantirdi: yadro proton va neytronlardan iborat va ularning yig'indisi massa soniga teng. LEKIN. 3 tartib raqamiZyadrodagi protonlar sonini, neytronlar sonini aniqlaydiN \u003d A - Z.

Elementar zarralar - proton va neytronlarning kirib borishi yadroga, birgalikda nuklonlar deb ataladi. Yadrolarning nuklonlari holatidadir, erkin davlatlaridan sezilarli farq qiladi. Nuklonlar orasida maxsus joy mavjud men de r yangi shovqin. Ularning aytishicha, nuklon ikkita "zaryad holatida" bo'lishi mumkin - zaryadli proton holati+ e, va zaryadi 0 ga teng neytron.

§3 Yadroning bog'lanish energiyasi. ommaviy nuqson. yadro kuchlari

Yadro zarralari - protonlar va neytronlar - yadro ichida mahkam ushlangan, shuning uchun ular o'rtasida juda katta jozibali kuchlar harakat qiladi, ular o'xshash zaryadlangan protonlar orasidagi ulkan itaruvchi kuchlarga dosh bera oladilar. Nuklonlar orasidagi kichik masofada paydo bo'ladigan bunday maxsus kuchlar yadro kuchlari deb ataladi. Yadro kuchlari elektrostatik emas (Kulon).

Yadroni o'rganish nuklonlar orasidagi ta'sir qiluvchi yadro kuchlari quyidagi xususiyatlarga ega ekanligini ko'rsatdi:

a) bu qisqa masofali kuchlar - 10-15 m masofada namoyon bo'ladi va masofaning biroz oshishi bilan ham keskin kamayadi;

b) yadro kuchlari zarracha (nuklon) yadro kuchlarining zaryadga - zaryadga bog'liqligiga bog'liq emas. Neytron va proton o'rtasida, ikkita neytron o'rtasida, ikkita proton o'rtasida ta'sir qiluvchi yadro kuchlari tengdir. Yadro kuchlariga nisbatan proton va neytron bir xil.

Bog'lanish energiyasi atom yadrosining barqarorligining o'lchovidir. Yadroning bog'lanish energiyasi yadroni tashkil etuvchi nuklonlarga kinetik energiya bermasdan ajratish uchun bajarilishi kerak bo'lgan ishga teng.

M I< Σ( m p + m n)

Men - yadro massasi

Yadrolarning massalarini o'lchash shuni ko'rsatadiki, yadroning tinch massasi uni tashkil etuvchi nuklonlarning qolgan massalari yig'indisidan kichikdir.

Qiymat

bog'lanish energiyasining o'lchovi bo'lib xizmat qiladi va massa nuqsoni deb ataladi.

Maxsus nisbiylik nazariyasidagi Eynshteyn tenglamasi zarrachaning energiyasi va tinch massasini bog'laydi.

Umumiy holda, yadroning bog'lanish energiyasini formula bo'yicha hisoblash mumkin

qayerda Z - zaryad raqami (yadrodagi protonlar soni);

LEKIN- massa soni (yadrodagi nuklonlarning umumiy soni);

m p, , m n va M i- proton, neytron va yadro massasi

Ommaviy nuqson (D m) 1 a.u ga teng. m.(a.m.u. - atom massa birligi) 1 a.u.e.ga teng boʻlgan bogʻlanish energiyasiga (E St) mos keladi. (a.u.e. - energiyaning atom birligi) va 1a.u.m s 2 = 931 MeV ga teng.

§ 4 Yadro reaksiyalari

Yadrolarning alohida zarrachalar va bir-biri bilan o'zaro ta'sirida sodir bo'ladigan o'zgarishlar odatda yadro reaktsiyalari deb ataladi.

Quyidagi, eng keng tarqalgan yadro reaktsiyalari mavjud.

1. Transformatsiya reaktsiyasi . Bunday holda, tushayotgan zarra yadroda qoladi, lekin oraliq yadro boshqa zarrachani chiqaradi, shuning uchun mahsulot yadrosi maqsadli yadrodan farq qiladi.

1. Radiatsion tutilish reaktsiyasi . Voqea sodir bo'lgan zarracha yadroga yopishib qoladi, lekin qo'zg'atilgan yadro ortiqcha energiya chiqaradi va g-foton chiqaradi (yadro reaktorlari ishida ishlatiladi)

Kadmiy tomonidan neytronni tutib olish reaktsiyasiga misol

yoki fosfor

1. Tarqalish. Oraliq yadro bir xil zarracha chiqaradi

uchgan bilan va u quyidagicha bo'lishi mumkin:

Elastik tarqalish uglerodli neytronlar (reaktorlarda mo''tadil neytronlar uchun ishlatiladi):

Noelastik sochilish :

1. parchalanish reaktsiyasi. Bu har doim energiya chiqishi bilan davom etadigan reaktsiya. Bu atom energiyasidan texnik ishlab chiqarish va foydalanish uchun asosdir. Boʻlinish reaksiyasi vaqtida oraliq birikma yadrosining qoʻzgʻalishi shunchalik kattaki, u bir necha neytronlar ajralib chiqishi bilan ikkiga, taxminan teng boʻlaklarga boʻlinadi.

Agar qo'zg'alish energiyasi kam bo'lsa, u holda yadroning ajralishi sodir bo'lmaydi va yadro g - foton yoki neytron chiqarish orqali ortiqcha energiyasini yo'qotib, o'zining normal holatiga qaytadi (1-rasm). Ammo agar neytron tomonidan kiritilgan energiya katta bo'lsa, unda hayajonlangan yadro deformatsiyalana boshlaydi, unda siqilish hosil bo'ladi va natijada u juda katta tezlikda uchib ketadigan ikkita bo'lakka bo'linadi va ikkita neytron chiqariladi.
(2-rasm).

Zanjirli reaktsiya- o'z-o'zidan rivojlanadigan bo'linish reaktsiyasi. Uni amalga oshirish uchun bitta bo'linish paytida hosil bo'lgan ikkilamchi neytronlardan kamida bittasi keyingi bo'linish hodisasini keltirib chiqarishi kerak: (chunki ba'zi neytronlar parchalanishni keltirib chiqarmasdan tutilish reaktsiyalarida ishtirok etishi mumkin). Miqdoriy jihatdan zanjirli reaksiyaning mavjudligi sharti ifodalanadi ko'paytirish omili

k < 1 - цепная реакция невозможна, k = 1 (m = m kr ) - doimiy miqdordagi neytronlar bilan zanjirli reaktsiyalar (yadro reaktorida),k > 1 (m > m kr ) yadroviy bombalardir.

RADIOFAOLLIK

§1 Tabiiy radioaktivlik

Radioaktivlik - bir elementning beqaror yadrolarining boshqa element yadrolariga o'z-o'zidan aylanishi. tabiiy radioaktivlik tabiatda mavjud bo'lgan beqaror izotoplarda kuzatilgan radioaktivlik deyiladi. Sun'iy radioaktivlik yadro reaksiyalari natijasida olingan izotoplarning radioaktivligi deyiladi.

Radioaktivlik turlari:

1. a-emirilish.

Ikki proton va ikkita neytronning bir-biriga bog'langan a-tizimining ba'zi kimyoviy elementlarining yadrolari tomonidan chiqarilishi (a-zarracha - geliy atomining yadrosi))

a-emirilish og'ir yadrolarga xosdir LEKIN> 200 vaZ > 82. Moddada harakatlanayotganda a-zarrachalar oʻz yoʻlida atomlarning kuchli ionlanishini hosil qiladi (ionlanish bu elektronlarning atomdan ajralishi), ularga elektr maydoni bilan taʼsir qiladi. a-zarrachaning moddada toʻliq toʻxtaguncha uchib oʻtadigan masofasi deyiladi zarrachalar diapazoni yoki penetratsion kuch(belgilanganR, [ R ] = m, sm). . Oddiy sharoitda a-zarracha hosil bo'ladi ichida havo 1 sm yo'lda 30 000 juft ion. Maxsus ionlanish - bu yo'lning 1 sm uzunligida hosil bo'lgan juft ionlar soni. a-zarracha kuchli biologik ta'sirga ega.

Alfa parchalanishi uchun o'tish qoidasi:

2. b-emirilish.

a) elektron (b -): yadro elektron va elektron antineytrino chiqaradi

b) pozitron (b +): yadro pozitron va neytrino chiqaradi

Bu jarayonlar bir turdagi nuklonlarni yadroga boshqasiga: neytronni protonga yoki protonni neytronga aylantirish orqali sodir bo'ladi.

Yadroda elektronlar yo'q, ular nuklonlarning o'zaro o'zgarishi natijasida hosil bo'ladi.

Pozitron - elektrondan faqat zaryad belgisi bilan farq qiladigan zarracha (+e = 1,6 10 -19 C)

Tajribadan kelib chiqadiki, b - yemirilish paytida izotoplar bir xil miqdordagi energiyani yo'qotadi. Shuning uchun energiyaning saqlanish qonuni asosida V.Pauli antineytrino deb ataladigan yana bir yorug'lik zarrasi otilib chiqishini bashorat qilgan. Antineytrino zaryad yoki massaga ega emas. B-zarrachalarning moddalardan o'tishida energiya yo'qotishlari asosan ionlanish jarayonlari tufayli yuzaga keladi. Yutuvchi moddaning yadrolari tomonidan b-zarrachalarning sekinlashishi paytida energiyaning bir qismi rentgen nurlari ta'sirida yo'qoladi. b-zarralar kichik massaga, birlik zaryadiga va juda yuqori tezlikka ega bo'lganligi sababli, ularning ionlash qobiliyati kichik (a-zarralarnikidan 100 baravar kam), shuning uchun b-zarralarning penetratsion kuchi (miyosi) sezilarli darajada kattaroqdir. a-zarralar.

Rb havo = 200 m, Rb Pb ≈ 3 mm

b - - parchalanish tabiiy va sun'iy radioaktiv yadrolarda sodir bo'ladi. b + - faqat sun'iy radioaktivlik bilan.

b - - yemirilish uchun siljish qoidasi:

c) K - tutib olish (elektron tutib olish) - yadro K qobig'ida joylashgan elektronlardan birini o'zlashtiradi (kamroq).Lyoki M) uning atomi, buning natijasida protonlardan biri neytrino chiqaradigan holda neytronga aylanadi.

K sxemasi - qo'lga olish:

Qo'lga olingan elektron tomonidan bo'shatilgan elektron qobig'idagi bo'shliq ustki qatlamlardan elektronlar bilan to'ldiriladi, natijada rentgen nurlari paydo bo'ladi.

• g-nurlari.

Odatda, radioaktivlikning barcha turlari g-nurlarining emissiyasi bilan birga keladi. g-nurlari to'lqin uzunligi angstromning birdan yuzdan bir qismigacha bo'lgan elektromagnit nurlanishdir l'=~ 1-0,01 Å=10 -10 -10 -12 m g-nurlarining energiyasi millionlab eV ga etadi.

W g ~ MeV

1eV=1,6 10 -19 J

Radioaktiv parchalanishga uchragan yadro, qoida tariqasida, qo'zg'aluvchan bo'lib chiqadi va uning asosiy holatga o'tishi g - fotonning chiqishi bilan birga keladi. Bunda g-fotonning energiyasi shart bilan aniqlanadi

bu erda E 2 va E 1 - yadro energiyasi.

E 2 - hayajonlangan holatdagi energiya;

E 1 - asosiy holatdagi energiya.

g-nurlarining moddalar tomonidan yutilishi uchta asosiy jarayon bilan bog'liq:

• fotoelektr effekti (bilan hv < l MэB);
• elektron-pozitron juftlarining hosil bo'lishi;

yoki

• tarqalish (Kompton effekti) -

g-nurlarining yutilishi Buger qonuniga muvofiq sodir bo'ladi:

bu yerda m - g nurlarining energiyalari va muhit xossalariga qarab chiziqli susaytirish koeffitsienti;

І 0 tushayotgan parallel nurning intensivligi;

Iqalinlikdagi moddadan o'tgandan keyin nurning intensivligi X sm.

g-nurlari eng ko'p o'tadigan nurlanishlardan biridir. Eng qattiq nurlar uchun (hvmax) yarim yutuvchi qatlam qalinligi qo'rg'oshinda 1,6 sm, temirda 2,4 sm, alyuminiyda 12 sm, tuproqda 15 sm.

§2 Radioaktiv yemirilishning asosiy qonuni.

Parchalangan yadrolar sonidN yadrolarning asl soniga mutanosib N va parchalanish vaqtidt, dN~ N dt. Differensial shakldagi radioaktiv parchalanishning asosiy qonuni:

l koeffitsienti ma'lum turdagi yadro uchun parchalanish doimiysi deb ataladi. "-" belgisi shuni anglatadidNmanfiy bo'lishi kerak, chunki parchalanmagan yadrolarning yakuniy soni boshlang'ichdan kamroq.

shuning uchun l vaqt birligida yadrolarning parchalanish qismini tavsiflaydi, ya'ni radioaktiv parchalanish tezligini aniqlaydi. l tashqi sharoitga bog'liq emas, faqat yadrolarning ichki xususiyatlari bilan belgilanadi. [l]=s -1 .

Integral shaklda radioaktiv parchalanishning asosiy qonuni

qayerda N 0 - at radioaktiv yadrolarning boshlang'ich sonit=0;

N- bir vaqtning o'zida parchalanmagan yadrolar sonit;

l - radioaktiv parchalanish doimiysi.

Amalda parchalanish tezligi l emas, balki T 1/2 - yarim yemirilish davri - yadrolarning dastlabki sonining yarmi parchalanadigan vaqtdan foydalangan holda baholanadi. Munosabatlar T 1/2 va l

T 1/2 U 238 = 4,5 10 6 yil, T 1/2 Ra = 1590 yil, T 1/2 Rn. = 3,825 kun Vaqt birligidagi parchalanish soni A \u003d -dN/ dtberilgan radioaktiv moddaning faolligi deyiladi.

Kimdan

ergashadi,

[A] \u003d 1 Bekkerel \u003d 1 parchalanish / 1 s;

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

Faoliyatning o'zgarishi qonuni

bu erda A 0 = λ N 0 - vaqtidagi dastlabki faoliyatt= 0;

A - bir vaqtning o'zida faoliyatt.

Ko'p yillar oldin, odamlar barcha moddalar nimadan iboratligi bilan qiziqdilar. Bunga birinchi bo'lib javob berishga harakat qilgan qadimgi yunon olimi Demokrit barcha moddalar molekulalardan iborat deb hisoblagan. Endi biz molekulalar atomlardan qurilganligini bilamiz. Atomlar undan ham kichikroq zarrachalardan tashkil topgan. Atomning markazida proton va neytronlarni o'z ichiga olgan yadro joylashgan. Eng kichik zarralar - elektronlar yadro atrofidagi orbitalarda harakat qiladi. Ularning massasi yadro massasiga nisbatan ahamiyatsiz. Ammo yadroning massasini qanday topish mumkin, faqat hisob-kitoblar va kimyo bilimlari yordam beradi. Buning uchun yadrodagi proton va neytronlar sonini aniqlash kerak. Bitta proton va bitta neytron massalarining jadval qiymatlarini ko'ring va ularning umumiy massasini toping. Bu yadroning massasi bo'ladi.

Ko'pincha siz tezlikni bilib, massani qanday topish mumkin bo'lgan bunday savolga duch kelishingiz mumkin. Mexanikaning klassik qonunlariga ko'ra, massa tananing tezligiga bog'liq emas. Axir, agar mashina uzoqlashayotganda tezligini oshira boshlasa, bu uning massasi oshishini anglatmaydi. Biroq, yigirmanchi asrning boshlarida Eynshteyn bu qaramlik mavjud bo'lgan nazariyani taqdim etdi. Bu ta'sir tana massasining relyativistik o'sishi deb ataladi. Va u jismlarning tezligi yorug'lik tezligiga yaqinlashganda o'zini namoyon qiladi. Zamonaviy zarracha tezlatgichlari proton va neytronlarni shunday yuqori tezlikka tezlashtirish imkonini beradi. Va aslida, bu holda, ularning massalarining o'sishi qayd etildi.

Lekin biz hali ham yuqori texnologiyalar dunyosida yashayapmiz, lekin tezligi past. Shuning uchun moddaning massasini qanday hisoblashni bilish uchun tanani yorug'lik tezligiga tezlashtirish va Eynshteyn nazariyasini o'rganish umuman shart emas. Tana vaznini tarozida o'lchash mumkin. To'g'ri, har bir tanani taroziga qo'yib bo'lmaydi. Shuning uchun massani uning zichligidan hisoblashning yana bir usuli mavjud.

Atrofimizdagi havo, insoniyat uchun juda zarur bo'lgan havoning ham o'ziga xos massasi bor. Va, masalan, xonada havo massasini qanday aniqlash masalasini hal qilishda havo molekulalarining sonini hisoblash va ularning yadrolarining massasini yig'ish shart emas. Siz shunchaki xonaning hajmini aniqlashingiz va uni havo zichligi (1,9 kg / m3) bilan ko'paytirishingiz mumkin.

Olimlar hozirda atom yadrolaridan tortib Yer shari va hatto bizdan bir necha yuz yorug'lik yili uzoqlikda joylashgan yulduzlargacha bo'lgan turli jismlarning massalarini hisoblashni katta aniqlik bilan o'rgandilar. Massa, jismoniy miqdor sifatida, tananing inertsiyasining o'lchovidir. Ko'proq massiv jismlar, deyishadi, ko'proq inert, ya'ni ular tezligini sekinroq o'zgartiradi. Shunday ekan, tezlik va massa bir-biriga bog'langan. Lekin bu miqdorning asosiy xususiyati shundaki, har qanday jism yoki moddaning massasi bor. Dunyoda massasi bo'lmagan materiya yo'q!

A-zarrachaning yupqa oltin folga orqali oʻtishini oʻrganib (6.2-boʻlimga qarang) E.Rezerford atom ogʻir musbat zaryadlangan yadro va uni oʻrab turgan elektronlardan iborat degan xulosaga keldi.

yadro atom markazi deb ataladi,unda atomning deyarli barcha massasi va uning musbat zaryadi jamlangan.

DA atom yadrosining tarkibi elementar zarrachalarni o'z ichiga oladi : protonlar va neytronlar (nuklonlar lotincha so'zdan yadro- yadro). Yadroning bunday proton-neytron modeli sovet fizigi tomonidan 1932 yilda D.D. Ivanenko. Proton musbat zaryadga ega e + = 1,06 10 -19 C va tinch massa m p\u003d 1,673 10 -27 kg \u003d 1836 men. Neytron ( n) tinch massaga ega neytral zarrachadir m n= 1,675 10 -27 kg = 1839 men(bu erda elektronning massasi men, 0,91 10 -31 kg ga teng). Shaklda. 9.1 XX asr oxiri - XXI asr boshlari g'oyalariga muvofiq geliy atomining tuzilishini ko'rsatadi.

Asosiy zaryad teng Ze, qayerda e protonning zaryadi, Z- to'lov raqami ga teng ishlab chiqarish raqami Mendeleyev davriy elementlar tizimidagi kimyoviy element, ya'ni. yadrodagi protonlar soni. Yadrodagi neytronlar soni belgilanadi N. Qoida sifatida Z > N.

Bilan yadrolar Z= 1 gacha Z = 107 – 118.

Yadrodagi nuklonlar soni A = Z + N chaqirdi massa raqami . yadrolari bir xil Z, lekin boshqacha LEKIN chaqirdi izotoplar. Yadrolar, shu bilan birga A turlicha bor Z, deyiladi izobarlar.

Yadro neytral atom bilan bir xil belgi bilan belgilanadi, bu erda X kimyoviy elementning belgisidir. Masalan: vodorod Z= 1 uchta izotopga ega: – protiy ( Z = 1, N= 0), deyteriy ( Z = 1, N= 1), – tritiy ( Z = 1, N= 2), qalay 10 ta izotopga ega va hokazo. Xuddi shu kimyoviy elementning izotoplarining aksariyati bir xil kimyoviy va o'xshash fizik xususiyatlarga ega. Hammasi bo'lib 300 ga yaqin barqaror izotoplar va 2000 dan ortiq tabiiy va sun'iy ravishda olingan izotoplar ma'lum. radioaktiv izotoplar.

Yadroning o'lchami yadro chegarasining xiralashishi tufayli shartli ma'noga ega bo'lgan yadro radiusi bilan tavsiflanadi. Hatto E. Rezerford o'z tajribalarini tahlil qilib, yadroning o'lchami taxminan 10-15 m (atomning o'lchami 10-10 m) ekanligini ko'rsatdi. Yadro radiusini hisoblash uchun empirik formula mavjud:

qayerda R 0 = (1,3 - 1,7) 10 -15 m.Bundan ko`rish mumkinki, yadro hajmi nuklonlar soniga proporsionaldir.

Yadro moddasining zichligi 10 17 kg/m 3 ga teng va barcha yadrolar uchun doimiydir. Bu eng zich oddiy moddalarning zichligidan ancha oshadi.

Protonlar va neytronlar fermionlar, chunki spinga ega bo'ling ħ /2.

Atomning yadrosi bor o'ziga xos burchak impulsi – yadro spini :

,

(9.1.2)

qayerda I – ichki(to'liq)spin kvant soni.

Raqam I 0, 1/2, 1, 3/2, 2 va hokazo butun yoki yarim butun qiymatlarni qabul qiladi. Bilan yadrolar hatto LEKIN bor butun son aylanish(birliklarda ħ ) va statistikaga rioya qiling Bose–Eynshteyn(bozonlar). Bilan yadrolar g'alati LEKIN bor yarim butun son spin(birliklarda ħ ) va statistikaga rioya qiling Fermi–Dirac(bular. yadrolari fermionlardir).

Yadro zarralari o'z magnit momentlariga ega bo'lib, ular butun yadroning magnit momentini aniqlaydi. Yadrolarning magnit momentlarini o'lchash birligi yadro magnitoni m zahar:

Bu yerda e elektron zaryadining mutlaq qiymati, m p protonning massasi.

Yadro magnitoni m p/men= Bor magnetonidan 1836,5 marta kichik, demak, bundan kelib chiqadi atomlarning magnit xossalari uning elektronlarining magnit xossalari bilan aniqlanadi .

Yadroning spini va uning magnit momenti o'rtasida bog'liqlik mavjud:

qaerda g zahari - yadro giromagnit nisbati.

Neytron m manfiy magnit momentga ega n≈ - 1,913 m zahar, chunki neytron spinining yo'nalishi va uning magnit momenti qarama-qarshidir. Protonning magnit momenti musbat va m ga teng R≈ 2,793 mk zahar. Uning yo'nalishi proton spinining yo'nalishiga to'g'ri keladi.

Protonlarning elektr zaryadining yadro bo'ylab taqsimlanishi odatda assimetrikdir. Ushbu taqsimotning sferik simmetriklikdan og'ish o'lchovi yadroning to'rt kutupli elektr momenti Q. Agar zaryad zichligi hamma joyda bir xil deb hisoblansa, u holda Q faqat yadro shakli bilan belgilanadi. Demak, inqilob ellipsoidi uchun

,

(9.1.5)

qayerda b- spin yo'nalishi bo'ylab ellipsoidning yarim o'qi, a- perpendikulyar yo'nalishdagi o'q. Spin yo'nalishi bo'ylab cho'zilgan yadro uchun, b > a va Q> 0. Ushbu yo'nalishdagi yadro oblati uchun, b < a va Q < 0. Для сферического распределения заряда в ядре b = a va Q= 0. Bu spini 0 yoki ga teng bo'lgan yadrolar uchun to'g'ri keladi ħ /2.

Namoyishlarni ko'rish uchun tegishli giperhavolani bosing: