|
|
1. Условия возникновения тока. Эдс источника тока. Напряжение. Условия
52.Принцип тождественности микрочастиц. Два класса квантовомеханических частиц: фермионы и бозоны. Понятие о квантовой статистике Бозе-Эйнштейна. Понятие о квантовой статистике Ферми-Дирака.
Принцип тождественности: невозможно экспериментально различить одинаковые частицы
Следствие: состояния квантовой системы, полученные друг из друга перестановкой одинаковых частиц местами, следует рассматривать как одно состояние. То есть в замкнутой системе для одинаковых (обладающих одинаковыми свойствами: массой, зарядом, спином и т. п.) частиц реализуются только такие квантовые состояния, которые не меняются при перестановке местами двух любых частиц.
Бозоны – частицы с целым спином (фотоны)
Фермионы – частицы с полуцелым спином (электроны, протоны)
Статистика Бозе-эйнштейна - Квантовая статистика, применимая к бозонам. В одном и том же квантовом состоянии может находится любое число тождественных бозонов.
Статистика ферми-дирака - квантовая статистика, применимая к фермионам. В каждом квантовом состоянии может находиться не более одного фермиона
53.Заряд, размер и масса атомного ядра. Массовое и зарядовое числа. Состав ядра. Нуклоны.
Z –зарядовое число(слева снизу), A –массовое число (слева сверху), N – изотопическое число (справа снизу)
Число протонов в ядре Z определяет непосредственно его электрический заряд
Радиус
Масса. Для определения массы ядра нужно из массы атома вычесть сумму масс всех электронов
Полное количество нуклонов в ядре называется его массовым числом A
Количество протонов в ядре называется его зарядовым числом Z — это число равно порядковому номеру элемента, к которому относится атом, в таблице Менделеева.
Состав ядра
Нуклоны – общее название протонов и нейтронов
54. Взаимодействие нуклонов и понятие о свойствах и природе ядерных сил. Дефект массы и энергия связи ядра.
Ядерное взаимодействие свидетельствует о том, что в ядрах существуют особые ядерные силы, не сводящиеся ни к одному из типов сил, известных в классической физике (гравитационных и электромагнитных).
Ядерные силы являются короткодействующими силами. Они проявляются лишь на весьма малых расстояниях между нуклонами в ядре порядка 10–15 м
Ядерные силы обнаруживают зарядовую независимость: притяжение между двумя нуклонами одинаково независимо от зарядового состояния нуклонов – протонного или нейтронного.
свойства ядерных сил:
· малый радиус действия ядерных сил (R
1 Фм);
· большая величина ядерного потенциала U
50 МэВ;
· зависимость ядерных сил от спинов взаимодействующих частиц;
· тензорный характер взаимодействия нуклонов;
· ядерные силы зависят от взаимной ориентации спинового и орбитального моментов нуклона (спин-орбитальные силы);
· ядерное взаимодействие обладает свойством насыщения (нуклон в ядре взаимодействует лишь с ограниченным числом ближайших к нему соседних нуклонов)
· зарядовая независимость ядерных сил;
· обменный характер ядерного взаимодействия;
· притяжение между нуклонами на больших расстояниях (r > 1 Фм), сменяется отталкиванием на малых (r < 0,5 Фм).
взаимодействие между нуклонами возникает в результате испускания и поглощения квантов ядерного поля – π-мезонов.
Энергия связи ядра определяется величиной той работы, которую нужно совершить, чтобы расщепить ядро на составляющие его нуклоны без придания им кинетической энергии.
Уменьшение массы ядра при его образовании объясняется выделением энергии связи. Если Wсв – величина энергии, выделяющейся при образовании ядра, то соответствующая ей масса называется дефектом массы и характеризует уменьшение суммарной массы при образовании ядра из составляющих его нуклонов
55. Закономерности и происхождение α, β, γ – излучений. Ядерные реакции и законы сохранения. Реакции деления и синтеза атомных ядер.
В процессе распада вещества или его синтеза происходит выброс элементов атома (протонов, нейтронов, электронов, фотонов), иначе можно сказать происходит излучение этих элементов. Подобное излучение называют - ионизирующее излучение или что чаще встречается радиоактивное излучение, или еще проще радиация. К ионизирующим излучениям относится так же рентгеновское и гамма излучение.
Радиация - это процесс излучения веществом заряженных элементарных частиц, в виде электронов, протонов, нейтронов, атомов гелия или фотонов и мюонов. От того, какой элемент излучается, зависит вид радиации.
Альфа излучение: возникает при распаде нестабильных изотопов элементов. Это излучение тяжелых, положительно заряженных альфа частиц, которыми являются ядра атомов гелия (два нейтрона и два протона).
Бета излучение: возникает при превращении одного элемента в другой, при этом процессы происходят в самом ядре атома вещества с изменением свойств протонов и нейтронов.
Гамма излучение: это энергетическое электромагнитное излучение в виде фотонов.
Гамма излучение сопровождает процесс распада атомов вещества и проявляется в виде излучаемой электромагнитной энергии в виде фотонов, высвобождающихся при изменении энергетического состояния ядра атома.
Я́дерная реа́кция — это процесс взаимодействия атомного ядра с другим ядром или элементарной частицей, который может сопровождаться изменением состава и строения ядра. Последствием взаимодействия может стать деление ядра, испускание элементарных частиц или фотонов.
По механизму взаимодействия ядерные реакции делятся на два вида:
-реакции с образованием составного ядра, это двухстадийный процесс, протекающий при не очень большой кинетической энергии сталкивающихся частиц (примерно до 10 МэВ).
-прямые ядерные реакции, проходящие за ядерное время, необходимое для того, чтобы частица пересекла ядро. Главным образом такой механизм проявляется при больших энергиях бомбардирующих частиц.
Законы сохранения: При ядерных реакциях выполняются все законы сохранения классической физики. Эти законы накладывают ограничения на возможность осуществления ядерной реакции.
-закон сохранения энергии Если {\displaystyle \mathrm {E} _{1}}E1, E2, E3, E4 — полные энергии двух частиц до реакции и после реакции, то на основании закона сохранения энергии: E1 + E2 = E3 + E4
-закон сохранения импульса 
-закон сохранения момента импульса В результате столкновения микрочастиц образуются только такие составные ядра, момент импульса которых равен одному из возможных значений момента, получающегося при сложении собственных механических моментов (спинов) частиц и момента их относительного движения
-другие виды сохранений: сумма зарядов, число нуклонов, число лептонов, четность волновой функции, изотопический спин
Реакция деления — процесс расщепления атомного ядра на два (реже три) ядра с близкими массами, называемых осколками деления. В результате деления могут возникать и другие продукты реакции: лёгкие ядра (в основном, альфа-частицы), нейтроны и гамма-кванты. Деление бывает спонтанным (самопроизвольным) и вынужденным (в результате взаимодействия с другими частицами, прежде всего, с нейтронами).
реакция синтеза — процесс слияния двух атомных ядер с образованием нового, более тяжелого ядра.
Кроме нового ядра, в ходе реакции синтеза, как правило, образуются также различные элементарные частицы и (или) кванты электромагнитного излучения.
56. Элементарные частицы, их классификация и взаимная превращаемость. Частицы и античастицы. Кварки.
Элементарные частицы – материальные объекты, которые нельзя разделить на составные части
Классификация:
1. по времени жизни
-стабильные (протон, электрон, нейтрино, фотон и их античастицы)
-нестабильные (все остальные)
2. по массе
-безмассовые (фотон, глюон)
-с ненулевой массой (все остальные)
3. по величине спина
-бозоны – с целым спином (например, фотон, глюон, мезоны)
-фермионы – с полуцелым спином (н-р электрон, протон, нейтрон, нейтрино)
4. по видам взаимодействий
-составные (адроны, мезоны, барионы)
-фундаментальные (лептоны, кварки, калибровочные бозоны)
Взаимопревращаемость элементарных частиц - одно из наиболее фундаментальных их свойств. При этом образующиеся частицы не входят в состав исходных частиц, а рождаются непосредственно в процессах их соударений или распадов. Н-р, Фотон не входит в состав атома, а рождается непосредственно в процессе перехода электрона с одного энергетического уровня на другой.
Античастицы – двойники обычных элементарных частиц, которые отличаются от последних знаком электрического заряда и знаками некоторых других характеристик. У частицы и античастицы совпадают массы, спины, времена жизни. Если частица характеризуется и другими внутренними квантовыми характеристиками, имеющими знак, то у античастицы величины этих характеристик те же, но знаки противоположны.
Кварк — фундаментальная частица в Стандартной модели, обладающая электрическим зарядом, кратным e/3, и не наблюдающаяся в свободном состоянии, но входящая в состав адронов (сильно взаимодействующих частиц, таких как протоны и нейтроны). Кварки являются бесструктурными, точечными частицами.
В настоящее время известно 6 разных «сортов» (чаще говорят — «ароматов») кварков: нижний, верхний, странный, очарованный, прелестный, истинный |
|
|
Скачать 0.97 Mb.