Презентация на тему: Энергия связи и устойчивость ядер
Энергия связи и устойчивость ядер Выполнили студенты гр. РБ-10:Егасова Т.Ю.Попова М.В.Приняла: Гостюхина В.В.
Сильное ядерное взаимодействие — одно из четырёх фундаментальных взаимодействий в физике. Сильное взаимодействие действует в масштабах атомных ядер и меньше, отвечая за притяжение между нуклонами в ядрах и между кварками в адронах.В сильном взаимодействии участвуют кварки и глюоны, а также составленные из них элементарные частицы, называемые адронами.
Энергия связи Энергия связи атомных ядер – та энергия, которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные частицы.Закон сохранения энергии энергия связи равна той энергии, которая выделается при образовании ядра из отдельных частиц.Уравнение Эйнштейна между массой и энергией: Точнейшие измерения масс ядер масса покоя ядра Мя всегда меньше суммы масс покоя слагающих его протонов и нейтронов: - дефект массы.
Уменьшение массы при образовании ядра из частиц уменьшается энергия этой системы частиц на значение энергии связи : ядро образуется из частиц; частицы за счет действия ядерных сил на малых расстояниях устремляются с огромным ускорением друг к другу; излучаются γ- кванты с энергией и массой . Пример: образование 1 г гелия сопровождается выделением такой же энергии, что и сгорание 1 вагонов каменного угла.
Удельная энергия связи – энергия связи, приходящаяся на одну ядерную частицу от массового числа А. Для ядра гелия удельная энергия связи приблизительно равна 7,1 МэВ/нуклонМаксимальную энергию связи (8,6 МэВ/нуклон) имеют элементы с массовыми числами от 50 до 60. Ядра этих элементов наиболее устойчивы.
Уменьшение удельной энергии связи у легких элементов объясняется поверхностными эффектами. Ядерные силы являются короткодействующими. Нуклоны, находящиеся на поверхности ядра, взаимодействуют с меньшим числом соседей, чем нуклоны внутри ядра. Энергия связи нуклонов на поверхности меньше, чем у нуклонов внутри ядра. Чем больше ядро, тем большая часть от общего числа нуклонов оказывается на поверхности энергия связи в среднем на один нуклон меньше у легких ядер.У тяжелых ядер удельная энергия связи уменьшается за счет растущей с увеличением Z кулоновской энергии отталкивания протонов. Кулоновские силы стремятся разорвать ядро.
Устойчивость ядра Чем больше энергия связи, тем больше устойчивость ядра.Наибольшая устойчивость для легких ядер достигается тогда, когда они состоят из одинакового числа протонов и нейтронов. Для более тяжелых ядер максимальная устойчивость достигается небольшим избытком нейтронов – сказывается кулоновское отталкивание положительно заряженных протонов.
Зависимость числа нейтронов N от числа протонов Z в атомных ядрах (N=A-Z).
Знаете ли вы? Именно энергия связи «отвечает» за устойчивость планетных систем, молекул, атомов и их ядер.
Причины неудач алхимиков в попытках превратить один химический элемент в другой, т.е. преобразовать ядра атомов, кроются в том, что энергия связи в ядрах (в расчете на одну частицу) примерно в миллион раз (!) превышает химическую энергию связи атомов между собой.
В 1915 году американский физик Уильям Харкинс ввел понятие «дефект масс». Английский ученый Фрэнсис Астонв 1927 году впервые построил кривую, описывающую энергию связи атомных ядер и вошедшую затем в школьные учебники.
Ядра атомов, содержащие определенные, так называемые магические, числа протонов и нейтронов, обладают повышенными значениями энергии связи и большей устойчивостью к распаду. Поиски подобных ядер, образующих как бы «острова» стабильности за пределами таблицы Менделеева, привели к успеху - в подмосковной Дубне был синтезирован 114-й химический элемент.
Использованные источники Г. Фраунфельдер, Э. Хенли, Субъатомная физика. –М.: «Мир», 1979;Кравцов В.А. Масса атомов и энергии связи ядер. –М.: Атомиздат, 1974;http://ru.wikipedia.org/wiki/Атомное_ядро ;http://www.physics.ru/courses/op25part2/content/chapter6/section/paragraph6/theory.html Энергия связи ядер;http://class-fizika.narod.ru/at11.htm Энергия связи атомных ядер;http://sfiz.ru/page.php?id=124 Энергия Связи и Дефект Массы Ядра;
Благодарим за внимание
