Имеет ли электрический заряд ядро

Вопрос по физике:

Имеет ли электрический заряд ядро? 1) Не имеет 2) Имеет

Трудности с пониманием предмета? Готовишься к экзаменам, ОГЭ или ЕГЭ?

Воспользуйся формой подбора репетитора и занимайся онлайн. Пробный урок — бесплатно!

  • bookmark_border
  • 18.07.2018 00:26
  • Физика
  • remove_red_eye 6011
  • thumb_up 40
Ответы и объяснения 1

ngonesha180

Электрический заряд ядра, разумеется, не имеет..))
А вот ядро атома имеет положительный заряд, равный по величине и противоположный по знаку суммарному заряду электронов этого атома.
Носителем этого заряда являются протоны, входящие в состав ядра.
В целом, атом электрически нейтрален.

  • 18.07.2018 19:06
  • thumb_up 31
Знаете ответ? Поделитесь им!
Есть сомнения?

Не нашли подходящего ответа на вопрос или ответ отсутствует? Воспользуйтесь поиском по сайту, чтобы найти все ответы на похожие вопросы в разделе Физика.

Трудности с домашними заданиями? Не стесняйтесь попросить о помощи — смело задавайте вопросы!

Физика — область естествознания: естественная наука о простейших и вместе с тем наиболее общих законах природы, о материи, её структуре и движении.

Атомы

На сегодняшний день известно (118) видов атомов. Более (90) из них существуют в природе, а остальные получены искусственно.

Атомы характеризуются:

  • определёнными очень малыми размерами;
  • определённой, тоже очень малой, массой;
  • определённым строением.

Размеры атомов настолько малы, что увидеть их невозможно даже в самый мощный микроскоп. Радиусы атомов составляют (0,046)–(0,25) нм ((1) нм (=) 10 − 9 м). Самый маленький — атом гелия, а самый большой — франция.

3 Ресурс 1.png

Рис. (1). Атомы гелия и франция
Массы атомов тоже ничтожно малы. Так масса атома водорода составляет всего 1,67 ⋅ 10 − 24 г.

До конца (19)-го столетия атомы считали неделимыми частицами. Но учёные доказали, что атом имеет сложное строение.

Согласно современным представлениям каждый атом состоит из положительно заряженного ядра и движущихся вокруг него электронов . Электроны имеют отрицательный заряд и нейтрализуют положительный заряд ядра.

Ядро намного меньше самого атома. Так, радиус атома водорода составляет (0,046) нм, а радиус его ядра — всего (0,00000065) нм. В его состав входят ещё более мелкие частицы: протоны ((p)) и нейтроны ((n)). Протоны заряжены положительно и определяют заряд ядра. Нейтроны — частицы без заряда.

Электронов НЕ СУЩЕСТВУЕТ? Нелепые нестыковки в физике химии и теории электричества

Заряд протона равен по величине заряду электрона, а число протонов в ядре равно числу электронов в атоме. Поэтому атомы нейтральны.

Атомы различаются между собой строением (числом содержащихся в них частиц), а также массой и размерами.

Рис. (2). Атом гелия

1 Ресурс 1 (1).png

Рис. (3). Атом кислорода

В химических реакциях атомы не изменяются, а только перегруппировываются — объединяются в новых комбинациях.

Атом — мельчайшая химически неделимая электронейтральная частица вещества, состоящая из положительного ядра и отрицательных электронов.

Атомы не изменяются в химических реакциях, но существуют ядерные реакции, при протекании которых их строение изменяется.

Атомы редко встречаются в изолированном виде. Обычно они соединяются друг с другом в молекулы или более крупные структуры. Число вариантов соединения атомов практически бесконечно, и их относительно небольшое число приводит к образованию огромного количества разнообразных веществ.

Свойства атомов

Массу атомов принято измерять в атомных единицах массы – а.е.м. Атомная единица массы представляет собой массу 1/12 части свободно покоящегося атома углерода, находящегося в основном состоянии.

В химии для измерения массы атомов используется понятие «моль». 1 моль – это такое количество вещества, в котором содержится число атомов, равное числу Авогадро.

Размер

Размеры атомов чрезвычайно малы. Так, самый маленький атом – это атом Гелия, его радиус – 32 пикометра. Самый большой атом – атом цезия, имеющий радиус 225 пикометров. Приставка пико означает десять в минус двенадцатой степени! То есть , если 32 метра уменьшить в тысячу миллиардов раз, мы получим размер радиус атома гелия.

При этом, масштабы вещей таковы, что, по сути, атом на 99% состоит из пустоты. Ядро и электроны занимают крайне малую часть его объема. Для наглядности, рассмотрим такой пример. Если представить атом в виде олимпийского стадиона в Пекине (а можно и не в Пекине, просто представьте себе большой стадион), то ядро этого атома будет представлять собой вишенку, находящуюся в центре поля. Орбиты электронов при этом находились бы где-то на уровне верхних трибун, а вишня весила бы 30 миллионов тонн. Впечатляет, не так ли?

Характеристики ядра

Основными характеристиками атомных ядер являются электрический заряд, масса, спин, энергия связи и так далее.

Ядро каждого из атомов обладает положительным зарядом. В качестве носителя положительного заряда выступает протон. По той причине, что заряд протона численно эквивалентен заряду электрона e , можно записать, что заряд ядра элемента равен + Z e ( Z выражает собой целое число, которое указывает на порядковый номер химического элемента в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева). Значение Z также характеризует число протонов, входящих в состав ядра и количество электронов в атоме. Именно из-за этого его определяют как атомный номер ядра. Электрический заряд представляет собой одну из основных характеристик атомного ядра, от которой зависят оптические, химические и иные свойства атомов.

Масса ядра

Существует также другая значимая характеристика ядра, а именно масса. Массу атомов и ядер принято выражать в атомных единицах массы (а.е.м.), в качестве атомной единицы массы выступает 1 12 массы нуклида углерода C 6 12 :

где N A = 6 , 022 · 10 23 м о л ь — 1 обозначает число Авогадро.

Кроме того, есть другой способ выражения атомной массы: исходя из соотношения Эйнштейна E = m c 2 , ее выражают в единицах энергии. По той причине, что масса протона m p = 1 . 00728 а . е . м . = 938 , 28 М э В , масса нейтрона m n = 1 . 00866 а . е . м . = 939 , 57 М э В , а масса электрона m e = 5 , 49 ⋅ 10 — 4 а . е . м . = 0 , 511 М э В ,

Из приведенных выше значений видно, что масса электрона несущественно мала, если сравнивать ее с массой ядра, поэтому масса ядра практически эквивалентна массе всего атома и отлична от целых чисел.

Энергия связи. Дефект масс ядер

§1.2. Электрический заряд ядра

Ядро имеет положительный электрический заряд, который образуют протоны. Число протонов Zназывают зарядом ядра, подразумевая, что он равен величине Ze Кл,гдее =1,60210 — 19 Кл (4,810 — 10 CГCЕ ед.) – абсолютная величина элементарного электрического заряда.

Заряд ядра был определен в 1913 г. Мозли, который измерил с помощью дифракции на кристаллах длину λ волны характеристического рентгеновского излучения для ряда химических элементов, следующих друг за другом в периодической системе элементов. Измерения показали, что λ изменяется дискретным образом от некоторой целой величины Z, которая совпадает с порядковым номером элемента и изменяется на единицу при переходе от элемента к соседнему элементу в периодической системе, а для водорода равна единице. Мозли интерпретировал эту величину как заряд ядра и установил, что (закон Мозли):

aZ–b,

где aиb– константы для данной серии рентгеновского излучения и не зависят от элемента.

Закон Мозли определяет заряд ядер химического элемента косвенным образом. Прямые опыты по измерению заряда ядер на основе закона Кулона были выполнены Чедвиком в 1920 г. В 1911 г. Резерфорд, используя закон Кулона, получил формулу

(1.2.2)

которая позволила объяснить экспериментальные результаты по рассеяниюα-частиц на тяжелых ядрах, что, в конечном итоге, привело в 1911 г. к открытию атомного ядра и созданию ядерной модели атома. В формуле (1.2.2):N – количество α-частиц, падающих в единицу времени на рассеиватель;dN– количество рассеянных в единицу времениα-частиц в телесный уголdΩ под угломθ;Zeиn– заряд ядер рассеивателя и их концентрация; v иmα – скорость и масса α-частиц. Схема опыта Чедвика приведена на рис. 1.2.1. Рассеиватель α-частиц в виде кольца (заштриховано на рис 1.2.1) размещался сносно и на равных расстояниях между источникомИи детекторомα-частицД. При измерении количестваdNрассеянныхα-частиц отверстие в кольце закрывалось экраном, который поглощал прямой пучокα‑частиц из источника в детектор. Детектор регистрировал толькоα‑частицы, рассеянные в телесный уголdΩпод углом к падающему пучкуα-частиц. Затем кольцо перекрывалось экраном с отверстием, и измерялась плотность токаα-частиц в точке расположения детектора. Используя полученные данные, рассчитывалось количествоNα‑частиц, падающих на кольцо в единицу времени. Таким образом, если известна энергияα-частиц, испускаемых источником, без труда определяется величинаZв формуле (1.2.2). Некоторые из результатов, полученные Чедвиком, приведены в таблице 1.2.1 и не оставляют сомнений в справедливости закона Мозли.

Результаты опытов Чедвика

Откуда нам известно, что ядро атома маленькое?

Одно дело – убедить себя, что определённое ядро определённого изотопа содержит Z протонов и N нейтронов; другое – убедить себя, что ядра атомов крохотные, и что протоны с нейтронами, будучи сжатыми вместе, не размазываются в кашу и не разбалтываются в месиво, а сохраняют свою структуру, как подсказывает нам мультяшное изображение. Как это можно подтвердить?

Я уже упоминал, что атомы практически пусты. Это легко проверить. Представьте себе алюминиевую фольгу; сквозь неё ничего не видно. Поскольку она непрозрачная, вы можете решить, что атомы алюминия:
1. Настолько крупные, что между ними нет просветов,
2. Настолько плотные и твёрдые, что свет сквозь них не проходит.

Насчёт первого пункта вы будете правы; в твёрдом веществе между двумя атомами почти нет свободного пространства. Это можно наблюдать на изображениях атомов, полученных при помощи особых микроскопов; атомы похожи на маленькие сферы (краями которых служат края электронных облаков), и они довольно плотно упакованы. Но со вторым пунктом вы ошибётесь.

Рис. 4

Если бы атомы были непроницаемыми, тогда сквозь алюминиевую фольгу ничто не смогло бы пройти – ни фотоны видимого света, ни рентгеновские фотоны, ни электроны, ни протоны, ни атомные ядра. Всё, что вы направили бы в сторону фольги, либо застревало бы в ней, либо отскакивало бы – точно так же, как любой кинутый объект должен отскочить или застрять в гипсокартонной стенке (рис. 3). Но на самом деле электроны высокой энергии легко могут пройти через кусочек алюминиевой фольги, как и рентгеновские фотоны, высокоэнергетические протоны, высокоэнергетические нейтроны, высокоэнергетические ядра, и так далее. Электроны и другие частицы – почти все, если точнее – могут пройти через материал, не потеряв ни энергии, ни импульса в столкновениях с чем-либо, содержащимся внутри атомов. Лишь малая часть их ударится об атомное ядро или электрон, и в этом случае они могут потерять большую часть своей начальной энергии движения. Но большая часть электронов, протонов, нейтронов, рентгеновских лучей и всякого такого просто спокойно пройдут насквозь (рис. 4). Это не похоже на швыряние гальки в стену; это похоже на швыряние гальки в сетчатый забор (рис. 5).

Рис. 5

Чем толще фольга – к примеру, если складывать всё больше и больше листов фольги вместе – тем вероятнее частицы, запущенные в неё, столкнуться с чем-либо, потеряют энергию, отскочат, изменят направление движения или даже остановятся. То же было бы верно, если бы вы наслаивали одну за другой проволочные сетки (рис. 6). И, как вы понимаете, из того, насколько далеко средняя галька может проникнуть сквозь слои сетки и насколько велики разрывы в сетке, учёные могут подсчитать на основании пройденной электронами или атомными ядрами дистанции, насколько атом пустой.

Рис. 6

Посредством таких экспериментов физики начала XX века установили, что внутри атома ничто – ни атомное ядро, ни электроны – не может быть большим, чем одна тысячная миллионных миллионных долей метра, то есть в 100 000 раз меньше самого атома. То, что такого размера достигает ядро, а электроны по меньшей мере в 1000 раз меньше, мы устанавливаем в других экспериментах – например, в рассеянии высокоэнергетических электронов друг с друга, или с позитронов.

Чтобы быть ещё более точным, следует упомянуть, что некоторые частицы потеряют часть энергии в процессе ионизации, в котором электрические силы, действующие между летящей частицей и электроном, могут вырвать электрон из атома. Это дальнодействующий эффект, и столкновением на самом деле не является. Итоговая потеря энергии значительна для летящих электронов, но не для летящего ядра.

Вы можете задуматься над тем, похоже ли то, как частицы проходят сквозь фольгу, на то, как пуля проходить сквозь бумагу – расталкивая части бумаги в стороны. Возможно, первые несколько частиц просто расталкивают атомы в стороны, оставляя большие отверстия, через которые проходят последующие? Мы знаем, что это не так, поскольку мы можем провести эксперимент, в котором частицы проходят внутрь и наружу контейнера, сделанного из металла или стекла, внутри которого вакуум. Если бы частица, проходя через стенки контейнера, создавала отверстия по размеру превышающие атомы, тогда внутрь устремились бы молекулы воздуха, и вакуум бы исчез. Но в таких экспериментах вакуум остаётся!

Также довольно легко определить, что ядро – это не особенно структурированная кучка, внутри которой нуклоны сохраняют свою структуру. Об этом уже можно догадаться по тому факту, что масса ядра очень близка к сумме масс содержащихся в нём протонов и нейтронов. Это выполняется и для атомов, и для молекул – их массы почти равны сумме масс их содержимого, кроме небольшой коррекции на связывающую энергию – и это отражено в том факте, что молекулы довольно легко разбить на атомы (к примеру, нагрев их так, чтобы они сильнее сталкивались друг с другом), и выбить электроны из атомов (опять-таки, при помощи нагрева). Сходным образом относительно легко разбить ядра на части, и этот процесс будет называться расщеплением, или собрать ядро из более мелких ядер и нуклонов, и этот процесс будет называться синтезом. К примеру, относительно медленно двигающиеся протоны или небольшие ядра, сталкивающиеся с более крупным ядром, могут разбить его на части; нет необходимости, чтобы сталкивающиеся частицы двигались со скоростью света.

Рис. 7

Но чтобы понять, что это не является неизбежным, упомяну, что этими свойствами не обладают сами протоны и нейтроны. Масса протона не равняется примерной сумме масс содержащихся в нём объектов; протон нельзя разбить на части; а для того, чтобы протон продемонстрировал что-нибудь интересное, необходимы энергии, сравнимые с энергией массы самого протона. Молекулы, атомы и ядра относительно просты; протоны и нейтроны чрезвычайно сложны.

  • Научно-популярное
  • Физика

Соотношение нуклонов в ядре и карта атомных ядер

Атомное ядро обозначают символом химического элемента ( Z A X ) , (^A_Ztext), ( Z A ​ X ) , в состав атома которого оно входит. Верхний и нижний левые индексы указывают соответственно полное число A A A нуклонов в нём ( массовое число A = Z + N A = Z + N ) и число протонов Z Z Z (равное заряду ядра в единицах заряда электрона). Так, например, ядро алюминия ( Al ) , (text), ( Al ) , имеющее 13 протонов и 14 нейтронов, обозначают 13 27 Al . ^_text. 13 27 ​ Al . Ядра с одинаковыми Z , Z, Z , но разными A A A называют изотопами , с одинаковыми A , A, A , но разными Z Z Z – изобарами . Известно около 3 тыс. нуклидов – ядер, отличающихся друг от друга либо значением A A A , либо Z Z Z , либо тем и другим. Более 90 % из них получены искусственным путём и обладают свойством радиоактивности . В природных образцах найдено 262 стабильных и 25 радиоактивных долгоживущих нуклидов (их период полураспада больше 0,5 млрд лет). Все они представлены на рис. 1 в виде т. н. N Z NZ -диаграммы, которую можно рассматривать как своеобразную карту атомных ядер. Каждому нуклиду отвечает отдельная точка на плоскости с осями чисел нейтронов ( N ) (N) ( N ) и протонов ( Z ) . (Z). ( Z ) . Совокупность этих точек образует линию стабильности атомных ядер .

Диаграмма атомных ядер

Рис. 1. Диаграмма атомных ядер, найденных в природных образцах. Синими точками отмечены стабильные ядра (их 262), красными – нестабильные (радиоактивные) долгоживущие атомные ядра (их 25). Рис. 1. Диаграмма атомных ядер, найденных в природных образцах. Синими точками отмечены стабильные ядра (их 262), красными – нестабильные (радиоактивные) долгоживущие атомные ядра (их 25). Лёгкие стабильные ядра ( A ≤ 20 A ≤ 20 A ≤ 20 ) располагаются вдоль линии N ≈ Z . N approx Z. N ≈ Z . С ростом A A A в ядрах, лежащих на линии стабильности, относительное число нейтронов увеличивается. У самых тяжёлых устойчивых нуклидов число нейтронов в ядре примерно в 1,5 раза превышает число протонов. Это объясняется возрастанием сил кулоновского отталкивания протонов с ростом Z . Z. Z . Эти силы стремятся разрушить атомное ядро. Поэтому восстановление устойчивости тяжёлых ядер достигается увеличением в них доли электрически нейтральных нейтронов.

Георгий Флёров и Юрий Оганесян

Рис. 2. Георгий Флёров и Юрий Оганесян, руководившие экспериментами по синтезу новых элементов таблицы Менделеева. Справа в таблице указаны трансфермиевые химические элементы в соответствии с их атомными номерами. Красным выделены элементы, названия которых даны в честь достижений российских и советских учёных. Таблица элементов: архив БРЭ. Рис. 2. Георгий Флёров и Юрий Оганесян, руководившие экспериментами по синтезу новых элементов таблицы Менделеева. Справа в таблице указаны трансфермиевые химические элементы в соответствии с их атомными номерами. Красным выделены элементы, названия которых даны в честь достижений российских и советских учёных. Таблица элементов: архив БРЭ. К самым тяжёлым стабильным ядрам относятся четыре изотопа свинца 82 204 Pb , ^_text, 82 204 ​ Pb , 82 206 Pb , ^_text, 82 206 ​ Pb , 82 207 Pb , ^_text, 82 207 ​ Pb , 82 208 Pb ^_text 82 208 ​ Pb и изотоп висмута 83 209 Bi . ^_text . 83 209 ​ Bi . Самые тяжёлые природные изотопы – это радиоактивные долгоживущие ядра тория ( 90 232 Th ) (^_text) ( 90 232 ​ Th ) и три изотопа урана 92 234 U , ^_text, 92 234 ​ U , 92 235 U , ^_text, 92 235 ​ U , 92 238 U . ^_text. 92 238 ​ U . Они показаны четырьмя красными точками в правом верхнем углу диаграммы рис. 1. Искусственным путём получено множество радиоактивных ядер, отсутствующих в природе. Их число примерно в 10 раз превышает число стабильных и долгоживущих ядер, представленных на рис. 1. Благодаря экспериментам по получению искусственных нуклидов известны ядра со значением Z Z Z до 118 и A A A до 294. Таким образом, количество известных химических элементов увеличилось примерно на 30 %. Эти элементы получили название трансурановых ( Z Z Z = 93–100) и трансфермиевых ( Z > 100 ) . (Z > 100). ( Z > 100 ) . Трансфермиевые элементы венчают современный существенно расширенный вариант таблицы Менделеева . Они перечислены на рис. 2. Четыре трансфермиевых элемента ( Db , (text, ( Db , Fl , text, Fl , Mc text Mc и Og ) text) Og ) синтезированы в Лаборатории ядерных реакций Объединенного института ядерных исследований (г. Дубна) и получили соответствующие названия. Элементы Flerovium и Oganesson названы в честь академиков Г. Н. Флёрова и Ю. Ц. Оганесяна , которые руководили экспериментами по синтезу новых элементов.

Диаграмма известных нуклидов (природных и искусственных)

Рис. 3. Диаграмма известных нуклидов (природных и искусственных). Рис. 3. Диаграмма известных нуклидов (природных и искусственных). Вся совокупность известных атомных ядер представлена на N Z NZ -диаграмме (рис. 3). Области вне линии стабильности занимают искусственно полученные нестабильные радионуклиды , испытывающие радиоактивный распад. Цветом отмечены разные типы этого распада ( β + beta ^+ β + , β − beta ^- β − – бета-распад ; α alpha α – альфа-распад ; деление атомного ядра ; испускание протона или нейтрона). Реализация этих распадов возвращает вновь образованные ядра на линию стабильности.

Структура ядра

Схематическое изображение ядра углерода-12

Рис. 4. Схематическое изображение ядра углерода-12, состоящего из 6 протонов и 6 нейтронов, взаимодействующих посредством обмена мезонами. Иллюстрация: БРЭ. Рис. 4. Схематическое изображение ядра углерода-12, состоящего из 6 протонов и 6 нейтронов, взаимодействующих посредством обмена мезонами. Иллюстрация: БРЭ. Расстояния в ядерной физике принято измерять в ферми (Фм; 1 Фм = 10 –15 м, т. е. совпадает по величине с фемтометром). Атомное ядро представляет собой систему плотно упакованных нуклонов, среднее расстояние между которыми (1,5–2,0 Фм) сравнимо с размером нуклона. Нуклоны в ядре удерживаются мощными и короткодействующими ядерными силами притяжения, возникающими вследствие сильного взаимодействия между кварками и глюонами , из которых состоят нуклоны. Нуклон-нуклонное взаимодействие внутри атомного ядра реализуется путём обмена мезонами , прежде всего π-мезонами (рис. 4), которые, как и нуклоны, являются адронами , т. е. состоят из кварков и глюонов. Последовательное описание такого взаимодействия возможно лишь в рамках квантовой хромодинамики . Решение этой важнейшей проблемы ядерной физики до сих пор актуально.

Возможные формы ядер

Рис. 5. Возможные формы ядер. Архив БРЭ. Рис. 5. Возможные формы ядер. Архив БРЭ. Форма атомных ядер может быть различной. Но в любом случае это системы с центром симметрии . Есть ядра, имеющие сферическую форму. Большинство же ядер имеют форму, слегка отличающуюся от сферической. Несферические ядра (их также называют деформированными ядрами ) имеют форму, близкую к аксиально симметричному эллипсоиду, сплюснутому или вытянутому (рис. 5).

Зависимость плотности заряда различных ядер от расстояния до центра ядра

Рис. 6. Зависимость плотности заряда различных ядер от расстояния до центра ядра. Архив БРЭ. Рис. 6. Зависимость плотности заряда различных ядер от расстояния до центра ядра. Архив БРЭ. Для ядер с A ≥ 20 A ≥ 20 A ≥ 20 средняя плотность нуклонов меняется мало, т. е. объём ядра пропорционален A , A, A , а его радиус R R R пропорционален A ⅓ , text A^, A ⅓ , т. е. R = r 0 A . R = r_0A. R = r 0 ​ A . Константа r 0 r_0 r 0 ​ лежит в пределах 1,0–1,2 Фм. Плотность заряда и вещества максимальна в центре ядра и спадает к его границе (рис. 6), причём толщина поверхностного слоя, характеризующая этот спад, практически одинакова у различных ядер и составляет около 2,4 Фм. Средняя плотность ядерного вещества – около 10 17 кг/м 3 .

§1.2. Электрический заряд ядра

Ядро имеет положительный электрический заряд, который образуют протоны. Число протонов Zназывают зарядом ядра, подразумевая, что он равен величине Ze Кл,гдее =1,60210 — 19 Кл (4,810 — 10 CГCЕ ед.) – абсолютная величина элементарного электрического заряда.

Заряд ядра был определен в 1913 г. Мозли, который измерил с помощью дифракции на кристаллах длину λ волны характеристического рентгеновского излучения для ряда химических элементов, следующих друг за другом в периодической системе элементов. Измерения показали, что λ изменяется дискретным образом от некоторой целой величины Z, которая совпадает с порядковым номером элемента и изменяется на единицу при переходе от элемента к соседнему элементу в периодической системе, а для водорода равна единице. Мозли интерпретировал эту величину как заряд ядра и установил, что (закон Мозли):

aZ–b,

где aиb– константы для данной серии рентгеновского излучения и не зависят от элемента.

Закон Мозли определяет заряд ядер химического элемента косвенным образом. Прямые опыты по измерению заряда ядер на основе закона Кулона были выполнены Чедвиком в 1920 г. В 1911 г. Резерфорд, используя закон Кулона, получил формулу

(1.2.2)

которая позволила объяснить экспериментальные результаты по рассеяниюα-частиц на тяжелых ядрах, что, в конечном итоге, привело в 1911 г. к открытию атомного ядра и созданию ядерной модели атома. В формуле (1.2.2):N – количество α-частиц, падающих в единицу времени на рассеиватель;dN– количество рассеянных в единицу времениα-частиц в телесный уголdΩ под угломθ;Zeиn– заряд ядер рассеивателя и их концентрация; v иmα – скорость и масса α-частиц. Схема опыта Чедвика приведена на рис. 1.2.1. Рассеиватель α-частиц в виде кольца (заштриховано на рис 1.2.1) размещался сносно и на равных расстояниях между источникомИи детекторомα-частицД. При измерении количестваdNрассеянныхα-частиц отверстие в кольце закрывалось экраном, который поглощал прямой пучокα‑частиц из источника в детектор. Детектор регистрировал толькоα‑частицы, рассеянные в телесный уголdΩпод углом к падающему пучкуα-частиц. Затем кольцо перекрывалось экраном с отверстием, и измерялась плотность токаα-частиц в точке расположения детектора. Используя полученные данные, рассчитывалось количествоNα‑частиц, падающих на кольцо в единицу времени. Таким образом, если известна энергияα-частиц, испускаемых источником, без труда определяется величинаZв формуле (1.2.2). Некоторые из результатов, полученные Чедвиком, приведены в таблице 1.2.1 и не оставляют сомнений в справедливости закона Мозли.

Результаты опытов Чедвика

Оцените статью
TutShema
Добавить комментарий