φfizikzauglom

11 КЛАСС · ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА

Атомное ядро и радиоактивность

Состав ядра, дефект массы, энергия связи и закон распада.

32 минут28 карточек теории
Открыть интерактивный урок

МАТЕРИАЛ УРОКА

Основные понятия

4

Атомное ядро

Положительно заряженная центральная часть атома, состоящая из протонов и нейтронов.

Положительно заряженная центральная часть атома, состоящая из протонов и нейтронов.

Дефект массы

Разность суммы масс свободных нуклонов и массы связанного ядра.

Разность суммы масс свободных нуклонов и массы связанного ядра.

Энергия связи ядра

Энергия, необходимая для полного разделения ядра на свободные нуклоны.

Энергия, необходимая для полного разделения ядра на свободные нуклоны.

Радиоактивный распад

Самопроизвольное превращение нестабильного ядра с испусканием частиц или излучения.

Самопроизвольное превращение нестабильного ядра с испусканием частиц или излучения.

МАТЕРИАЛ УРОКА

Физические величины

13

Массовое число

MM

Общее число протонов и нейтронов в ядре.

Единица: безразмерная величина

Число протонов

ZZ

Число протонов и зарядовое число ядра.

Единица: безразмерная величина

Число нейтронов

NN

Количество нейтронов в ядре.

Единица: безразмерная величина

Энергия связи

EсвE_{\text{св}}

Энергия, необходимая для разделения ядра на нуклоны.

Единица: джоуль · Дж\mathrm{Дж}

Дефект массы

Δm\Delta m

Разность суммы масс нуклонов и массы ядра.

Единица: килограмм · кг\mathrm{кг}

Масса протона

mpm_p

Масса свободного протона.

Единица: атомная единица массы · а.е.м.\mathrm{а.е.м.}

Масса нейтрона

mnm_n

Масса свободного нейтрона.

Единица: атомная единица массы · а.е.м.\mathrm{а.е.м.}

Масса электрона

mem_e

Масса свободного электрона.

Единица: атомная единица массы · а.е.м.\mathrm{а.е.м.}

Масса ядра

mядm_{\text{яд}}

Масса атомного ядра.

Единица: атомная единица массы · а.е.м.\mathrm{а.е.м.}

Масса атома

mатm_{\text{ат}}

Масса нейтрального атома.

Единица: атомная единица массы · а.е.м.\mathrm{а.е.м.}

Число нераспавшихся ядер

NN

Количество радиоактивных ядер в текущий момент.

Единица: безразмерная величина

Начальное число ядер

N0N_0

Количество радиоактивных ядер в начальный момент.

Единица: безразмерная величина

Период полураспада

TT

Время, за которое в среднем распадается половина исходных ядер.

Единица: секунда · с\mathrm{с}

МАТЕРИАЛ УРОКА

Формулы урока

11

Альфа-частица

24He{}^{4}_{2}\mathrm{He}

Альфа-частица является ядром гелия с двумя протонами и двумя нейтронами.

Бета-частица

−10e{}^{0}_{-1}\mathrm{e}

Бета-минус частица является электроном, испущенным при ядерном превращении.

Гамма-квант

00γ{}^{0}_{0}\mathrm{\gamma}

Гамма-квант является высокоэнергетическим фотоном без электрического заряда.

Состав массового числа

M=Z+NM=Z+N

Массовое число равно сумме протонов и нейтронов.

Число нейтронов

N=M−ZN=M-Z

Число нейтронов равно массовому числу минус число протонов.

Энергия связи через дефект массы

Eсв=Δmc2E_{\text{св}}=\Delta mc^2

Энергия связи равна дефекту массы, умноженному на квадрат скорости света.

Энергия связи в мегаэлектронвольтах

Eсв=Δm⋅931 МэВE_{\text{св}}=\Delta m\cdot931\,\mathrm{МэВ}

Если дефект массы задан в атомных единицах, энергия связи равна дефекту массы, умноженному на 931 мегаэлектронвольт.

Дефект массы ядра

Δm=Zmp+Nmn−mяд\Delta m=Zm_p+Nm_n-m_{\text{яд}}

Дефект массы равен сумме масс свободных нуклонов минус масса ядра.

Массы протона, нейтрона и электрона

mp=1,00728 а.е.м.,mn=1,00866 а.е.м.,me=0,00055 а.е.м.m_p=1{,}00728\,\mathrm{а.е.м.},\quad m_n=1{,}00866\,\mathrm{а.е.м.},\quad m_e=0{,}00055\,\mathrm{а.е.м.}

Табличные массы частиц приведены в атомных единицах массы.

Масса ядра через массу атома

mяд=mат−Zmem_{\text{яд}}=m_{\text{ат}}-Zm_e

Масса ядра равна массе нейтрального атома минус суммарная масса электронов.

Закон радиоактивного распада

N=N0⋅2−t/TN=N_0\cdot2^{-t/T}

Число нераспавшихся ядер уменьшается вдвое за каждый период полураспада.

СПРАВОЧНИК

Связанные формулы

ПериодT · сЭнергияE, W · Дж

ПРАКТИКА

Задачи по теме

Ядерная физика11 класс · 14 задач