Ядро. Элементарные частицы

Тема: Ядро. Элементарные частицы
В ядре изотопа свинца
содержится …
82 протона и 125 нейтронов
Решение:
Зарядовое число
определяет число протонов в ядре. Массовое
число
соответствует числу нуклонов, то есть суммарному числу
протонов и нейтронов. Следовательно, число нейтронов
равно:
Тема: Ядро. Элементарные частицы
Заряд в единицах заряда электрона равен +1; масса равна массе электрона;
спин в единицах составляет 1/2. Это основные характеристики …
позитрона
Тема: Ядро. Элементарные частицы
Для ядерных сил не справедливым является утверждение, что они …
зависят от типа взаимодействующих нуклонов, то есть
ядерные силы между протонами отличаются от сил между
нейтронами и от сил между протоном и нейтроном
Тема: Ядро. Элементарные частицы
Для ядерных сил не справедливым является утверждение, что они …
зависят от типа взаимодействующих нуклонов, то есть ядерные
силы между протонами отличаются от сил между нейтронами и
от сил между протоном и нейтроном
Решение:
В ядрах существуют особые ядерные силы, не сводящиеся ни к одному из типов
сил, рассматриваемых в классической физике (гравитационных и
электромагнитных). Ядерные силы являются силами притяжения. Им
свойственна зарядовая независимость: притяжение между двумя нуклонами
одинаково независимо от типа нуклона (
или
). Ядерные силы
не являются центральными: их нельзя представить действующими по прямой,
соединяющей нуклоны. Ядерные силы являются короткодействующими. Они
проявляются на расстояниях между нуклонами в ядре порядка
м.
Тема: Ядро. Элементарные частицы
Ядро химического элемента X обозначается
характерны …
одинаковые
. Для ядер изотопов
, но различные
Решение:
Все атомные ядра состоят из протонов и нейтронов. Заряд ядра равен по
величине
, где
– порядковый номер элемента в периодической системе
Менделеева, равный числу протонов в ядре, e – заряд протона. Число нуклонов
в ядре
называется массовым числом. Здесь – число нейтронов в
ядре. Ядра с одинаковыми , но различными называются изотопами. Ядра,
которые при одинаковом значении
имеют различные , называются
изобарами. Ядра с одинаковыми
называются изотонами. Наконец, имеются
нестабильные ядра, имеющие одинаковые
и , но разные периоды
полураспада.
Тема: Ядро. Элементарные частицы
Для ядерных сил справедливым является утверждение, что они …
проявляются лишь на малых расстояниях (короткодействие)
Тема: Ядро. Элементарные частицы
Для энергии связи ядра не справедливым является утверждение, что …
энергия связи ядра
может быть как положительной, так и
отрицательной величиной
Решение:
Энергией связи ядра называется минимальная энергия, необходимая для
расщепления ядра на составляющие его нуклоны. Мерой энергии связи ядра
служит дефект массы
массой
и
. Если ядро с массой
нейтронов с массой
состоит из
протонов с
, то дефект массы определяется
соотношением:
. Энергия связи ядра – величина
положительная, так как масса ядра меньше суммы масс составляющих его
нуклонов. Удельной энергией связи ядра называется энергия связи,
приходящаяся на один нуклон:
.
Тема: Ядро. Элементарные частицы
В центральной части атома, занимая небольшой объем и обладая его основной
массой, находится положительно заряженное ядро. Неверным является
утверждение, что …
масса ядра равна сумме масс образующих ядро нуклонов
Решение:
Экспериментально установлено, что атомное ядро состоит из протонов и
нейтронов (нуклонов), а его заряд равен суммарному положительному заряду
протонов:
, где
– число протонов в ядре (зарядовое число),
заряд
протона. Ядерные силы, удерживающие ядро, обладают зарядовой
независимостью – пары нуклонов одинаково притягиваются. Ядерные силы не
являются центральными силами. Ядерное взаимодействие возникает в условиях
обмена виртуальными мезонами между нуклонами.
Чтобы разбить ядро на составляющие части – протоны и нейтроны, нужно
совершить работу по преодолению ядерных сил, то есть сообщить ядру
энергию, называемую энергией связи. По закону сохранения энергии такая же
энергия связи выделится при соединении свободных нуклонов в ядро. Таким
образом, при образовании ядра в результате выделения энергии должна
уменьшиться и масса нуклонов. Масса ядра всегда меньше суммы масс
нуклонов, из которых оно состоит:
(дефект массы).
Следовательно, масса ядра не является аддитивной величиной.
У разных атомов число протонов и нейтронов в ядре различно. Ядра с
одинаковым числом протонов и различным числом нейтронов называются
изотопами. Среди них имеются стабильные ядра (с большой энергией связи).
Наиболее устойчивы ядра с четными числами протонов и нейтронов (
и др.). В одной из существующих моделей ядра – оболочечной – имеют место
дискретные энергетические уровни, заполненные нуклонами с учетом принципа
Паули. Уровни объединены в оболочки, которые, будучи полностью
заполненными, образуют устойчивые структуры.
Тема: Ядро. Элементарные частицы
Кварковый состав характерен для …
нейтронов
Тема: Ядро. Элементарные частицы
На рисунке показана кварковая диаграмма захвата нуклоном
-мезона.
Эта диаграмма соответствует реакции …
Решение:
Кварковый состав
соответствует протону с зарядом +1, полуцелым
спином. Протон относится к обычным барионам класса адронов. Кварковый
состав
соответствует нейтрону с зарядом 0, полуцелым спином.
Нейтрон относится к обычным барионам класса адронов. Протоны и нейтроны
называют нуклонами. При захвате протоном
-мезона протон превращается в
нейтрон и испускается мюонное нейтрино, заряд которого равен 0. При
превращении элементарных частиц выполняются законы сохранения, в
частности закон сохранения электрического заряда. Этот закон выполняется в
реакции
.
Тема: Ядро. Элементарные частицы
Для ядер атомов не справедливым является утверждение: …
масса ядра равна сумме масс составляющих его нуклонов
Решение:
Ядром называется центральная часть атома, в которой сосредоточена
практически вся его масса и весь положительный электрический заряд. Все
атомные ядра состоят из элементарных частиц – протонов и нейтронов,
называемых нуклонами. Протон имеет положительный электрический заряд,
равный по абсолютному значению заряду электрона. Нейтрон электрически
нейтрален, чем и объясняется его название. Самое легкое ядро, ядро атома
обычного водорода, состоит из одного протона. Между нуклонами в ядре
действуют особые ядерные силы, являющиеся проявлением сильного (ядерного)
взаимодействия. Ядерные силы являются силами притяжения, действующими
между всеми нуклонами в равной степени (как между протонами, так и между
нейтронами, а также между протонами и нейтронами). Общая масса ядра всегда
меньше суммы масс составляющих его протонов и нейтронов.
Тема: Ядро. Элементарные частицы
Заряд в единицах заряда электрона равен +1; масса равна массе электрона; спин
в единицах составляет 1/2. Это основные характеристики …
позитрона
Тема: Ядро. Элементарные частицы
Для ядерных сил не справедливым является утверждение, что они …
зависят от типа взаимодействующих нуклонов, то есть ядерные
силы между протонами отличаются от сил между нейтронами и
от сил между протоном и нейтроном
Решение:
В ядрах существуют особые ядерные силы, не сводящиеся ни к одному из типов
сил, рассматриваемых в классической физике (гравитационных и
электромагнитных). Ядерные силы являются силами притяжения. Им
свойственна зарядовая независимость: притяжение между двумя нуклонами
одинаково независимо от типа нуклона (
или
). Ядерные силы
не являются центральными: их нельзя представить действующими по прямой,
соединяющей нуклоны. Ядерные силы являются короткодействующими. Они
проявляются на расстояниях между нуклонами в ядре порядка
Тема: Ядро. Элементарные частицы
Ядро химического элемента X обозначается
характерны …
одинаковые
, но различные
. Для ядер изотопов
м.