Частица в потенциальной яме : вероятность нахождения.

Описывается стационарным уравнением Шредингера для частицы в потенциальной яме - Вероятность найти частицу вне потенциальной ямы равна нулю.

 

 

18Квантовая теория атома водорода

Атом водорода по теории Бора.

Атом представляет собой положительно заряженное ядро. Электрон, движущийся вокруг него по круговой орбите, подчиняется второму закону Ньютона ma = Fk, где Fk - сила кулоновского притяжения к ядру, m - масса эл-на, a-центростреметильное ускорение. Для определения разрешенных орбит Бор ввел постулат - правило квантования: mVr = nh/2p, n=(1, 2,..)

Атом водорода в квантов. механике

Результаты кантовой механики можно применить к отдельному атому водорода

а также для водородопод. систем.

Силовое поле отд. атома явл-ся центростремит. поэтому ур-ие Шрёдингера решать в сфер. системе координат.

- энергия электронных сост. в атоме. Формула совпадает с результатом Бора, но в этом случае, это просто следствие ур-ия Шрёдингера.

Квантовые числа: 1) Главное (n=1, 2….) характеризует уровни энергии электрона

2) Побочное (l=0, 1, 2, 3…(n-1)) квантует модуль орбит. момента имп. электрона:

;

3) Магнитное (m_E= ) Оно квантует проекции вектора орб. момента на направление некой внешней оси.

С орб. моментом связан орб. магн. момент:

Если заданы n, l, m_e, то возм. 1 такое сос.

Если заданы n и l, то (2l+1) состояний

Если задано n, то n²

Главное квантовое число записывают заглавной арабской цифрой. Орбитальное- малыми лат. буквами.

Магнитное- правй верхний числовой инд

 

 

 

Физика атомного ядра

Состоит из протонов и неётронов.

Нуклоны- протоны + нейтроны. Нуклоны обл. собств. мех. моментом, значит и ядро обл. спином.

; I- внутр. квант. число

Изотопы- ядра с одинаковым числом протонов

Изотоны- ядра с одинаковым числом нейтронов

Изобары- ядра с одинаковым числом нуклнов

N=A-Z

Чётно-чётные ядра: (Z-ч, N-ч): I=0;

Чётно-нечётные: I=1/2, 3/2, 5/2, 7/2, 9/2.

Нечётно-нечётные: I=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

Т.к. ядро обладает собств. мех. моментом, то оно обл. собств. магн. моментом

Т.к. магн. момент ядра взаимодействует с магн. полем каждого электрона, то энерг. уровни электронов расщ. Это наз-ся сверхтонной структурой спектральных линий.

∆ m=Zmp+Nmn-mя - дефект массы

Есв=931, 5∆ m; Еуд=Есв/А

Есв- энергия, кот-ую необходимо затратить на разделение ядра на отд. нуклоны.

Особо прочными явл-ся ядра, число протонов или нуклонов которых=2, 8, 20, 28, 50, 70, 82, 126.

Если число протонов и нейтронов одновременно равно этим числам(магическим), то ядра наз-ся дважда магическими.( Всего 5: He(2.4), O(8.16), Ca(20.40), Ca(20.48), Pb(82.206).)

Ядерные силы – силы притяжения, действ. м/д нуклонами в ядре.

Св-ва ядерных сил: 1)не эл/магн. природы 2)самые интенсивные в природе 3)обл. зарядовой независимос. 4)короткодействующие 5)не центральные 6)св-во насыщения 7)зависят от взаимной ориентации спинов 8)силы обменного характера.

Модели ядра 1)Капельная модель: Ядро уподобляется капли некой жидкости. Эта жидкость явл-ся заряженной и подч. квант. з-нам.

«+»: 1. объясн. график Еуд=f (A). 2.позволяет объясн. радиоакт. распад и дел. тяж. ядер. 3.объясн. поляризацию ядер во внешнем поле.

«-»: 1. яд. силы- не силы яд. приближения 2. не объясн. магн. св-в 3. предполгает наличие 2-х жидкостей «прот» и «нейтр».

2) Оболочечная модель: протоны и нейтроны распред. по энерг. уровням. Уровни с бдизскими энергиями обр. оболочку. Заполнение протонных и нейтронных оболочек идёт аналогично заполнению атомных.

«+»: 1. Хорошо объясн. магические числа 2. позволяет объясн. магн. св-ва ядра.

 

Состав ядра. Ядерные силы.

Мельчайшая частичка элементарного в-ва – атом – состоит из ядра и движкщтхся вокруг него электронов, число кот. определяет порядковый номер эл-та в табл. Менделеева (Z). Атом в целом электрически нейтрален => ядро обладает положительным зарядом Ze, кот. обусловлен присутствием в ядре соответствующего числа протонов. Однако общая масса всех протонов оказывается значительно меньше массы всего атома -> в ядрах имеются еще и др. частицы, лишенные эл. заряда – нейтроны. Протоны и нейтроны совершенно идентичны -> их объединяют в одну группу – нуклоны. Ядро каждого типа атома хар-ется 2мя числами – кол-вом протонов и нейтронов. Полное число нуклонов ядра назыв. массовым числом (А). В ядерной физике принята форма записи нуклида (ядра определенного состава), как ^A_ZR, где R – символ эл-та, Z – число протонов, A – массовое число (A=Z+N_n, где N_n-число нейтронов). Ядра с одним и тем же числом протонов, назыв. изотопами (ядра-изотопы суть нуклиды одного эл-та, но с различнвми массовыми числами). Пример: изотопы водорода: протий ¹₂Н, дейтерий ²₁Н, тритий ³₁Н (b-радиоактивен, т.е. подвергается b-распаду). Ядра-изобары – это нуклиды, содержащие одинаковое число нуклидов (т.е. нуклиды с одинаковым массовым числом А, но различным Z). Нуклоны связаны ядерными силами. св-ва ядерных сил: 1. это силы притяжения; 2. короткодействующие силы (радиус действия»радиус ядра); 3. нецентральные силы; 4. им свойственно насыщение (каждый нуклон взаимодействует с ограниченным числом соседей); 5. эти силы зарядово независимы (силы взаимод. (протон-протон, протон-нейтрон, нейтрон-нейтрон) одни и те же: нуклон = протон=нейтрон).

2726. Состав ядра. Ядерные силы.

Мельчайшая частичка элементарного в-ва – атом – состоит из ядра и движкщтхся вокруг него электронов, число кот. определяет порядковый номер эл-та в табл. Менделеева (Z). Атом в целом электрически нейтрален => ядро обладает положительным зарядом Ze, кот. обусловлен присутствием в ядре соответствующего числа протонов. Однако общая масса всех протонов оказывается значительно меньше массы всего атома -> в ядрах имеются еще и др. частицы, лишенные эл. заряда – нейтроны. Протоны и нейтроны совершенно идентичны -> их объединяют в одну группу – нуклоны. Ядро каждого типа атома хар-ется 2мя числами – кол-вом протонов и нейтронов. Полное число нуклонов ядра назыв. массовым числом (А). В ядерной физике принята форма записи нуклида (ядра определенного состава), как ^A_ZR, где R – символ эл-та, Z – число протонов, A – массовое число (A=Z+N_n, где N_n-число нейтронов). Ядра с одним и тем же числом протонов, назыв. изотопами (ядра-изотопы суть нуклиды одного эл-та, но с различнвми массовыми числами). Пример: изотопы водорода: протий ¹₂Н, дейтерий ²₁Н, тритий ³₁Н (b-радиоактивен, т.е. подвергается b-распаду). Ядра-изобары – это нуклиды, содержащие одинаковое число нуклидов (т.е. нуклиды с одинаковым массовым числом А, но различным Z). Нуклоны связаны ядерными силами. св-ва ядерных сил: 1. это силы притяжения; 2. короткодействующие силы (радиус действия»радиус ядра); 3. нецентральные силы; 4. им свойственно насыщение (каждый нуклон взаимодействует с ограниченным числом соседей); 5. эти силы зарядово независимы (силы взаимод. (протон-протон, протон-нейтрон, нейтрон-нейтрон) одни и те же: нуклон = протон=нейтрон).

28 Радиоакт-ю. или радиоакт. распадом наз. самопроизв. превр. атомных ядер одного элем. в ядра другого. Радиоакт. явл. все элем. с атомн. номером более 83.

Изотопы-это атомы, имеющ. одинак. заряд, но разл. массу. Все изотопы одного и того же эл. облад. одинак. хим. св-вами, но могут отлич. радиоактивн.

Альфа-распадом наз. самопроизв. распад ядра (X) на альфа-частицу (ядро атома гелия ₂He⁴) и ядро продукт (Y) по след. схеме” _ZX^A=₂He⁴+_Z-2Y^A-4, a-лучи обл. наим. проник. способн.

Бета-распад-явление эл. b-распада предст. собой превр. атомн. ядра (Х) путем испуск. эл. (е) по схеме: _ZX^A=_-1e⁰+_Z+1Y^A, проник. спос. b-част. (эл.)выше, чем а-частиц.

Гамма-лучи-это жесткое электромагн. излуч оч. выс. частоты. Из-за выс. частоты у g-лучей сильно выраж. квант. св-ва, и они ведут себя как поток частиц-g-квантов: g-лучи обл. наиб. проник. способн.

Протоны и нейтроны: ядро сост. из нуклонов-положит. заряж. протонов (р) с массой 1836m_e, и нейтр. нейтронов (n) с массой 1839 m_e, где m_e-масса электрона. Число прот. в ядре равно заряду ядра Z и опред. атомный номер эл. в период. системе.

Энергия связи атомн. ядер-это эн., необх. для полного расщепл. ядра на отдельн. нуклоны. При образов. ядра из отдельн. нуклонов его энергия оказ. меньше суммарной Е нуклонов на Е связи.

Ядерная р-ция-проц. превр. атомн. ядер при взаим. с элементарн. частицами или друг с другом. Для осуществ. таких р-ций необх. сближ. ядер и частиц на расст. порядка 10^-15м (разм. ядра). В случае р-ции между ядрами треб. большая энергия для преод. их кулон. отталк. Эту энергию можно сообщ. ядрам с помощью ускорит. либо нагр. до оч. высоких темп.

Дел. ядер урана предст. собой особый вид ядерн. р-ций, при кот. ядро тяжелого эл. делится на две или реже 3-4 части с одноврем. испуск. 2-3-х нейтр., гамма-лучей и значит. выдел. энергии.

Ядерн. реактор-устройство, в кот. поддерж. управл. р-ция деления ядер. Основн. эл: -ядерн. горючее: U, Pu; -замедл. нейтронов (тяж. вода, графит) –теплонос. для вывода тепла –устр. для рег. скорости р-ции. Захват медл. нейтронов в сотни раз больше, чем быстрых.

Термояд. р-ции-это р-ции соед. легких атомн. ядер. Для соед. одноим. заряж. протонов необх. преод. кулон. силы, что возм.при достат. больших скор.

 

А, б, г-излучения

Виды радиоактивности.

1) Деление тяж. ядер 2) одно-и двупротонная (исрускание 1 или 2 протон ядром) 3) Альфа-распадом наз. самопроизв. распад ядра (X) на альфа-частицу (ядро атома гелия ₂He⁴) и ядро продукт (Y) по след. схеме” _ZX^A=₂He⁴+_Z-2Y^A-4, a-лучи обл. наим. проник. способн. 4) Бета-распад-явление эл. b-распада предст. собой превр. атомн. ядра (Х) путем испуск. эл. (е) по схеме: _ZX^A=_-1e⁰+_Z+1Y^A, проник. спос. b-част. (эл.)выше, чем а-частиц. 5) Гамма-лучи-это жесткое электромагн. излуч оч. выс. частоты. Из-за выс. частоты у g-лучей сильно выраж. квант. св-ва, и они ведут себя как поток частиц-g-квантов: g-лучи обл. наиб. проник. способн..

 

Элементарные частицы

Это частицы, нах-ся на самом глубоком уровне строения системы. К настоящему моменту =450. Многие из них- составные. Неделимые частицы – фундаментальные. Почти у всех частиц- античастицы.(отл. знаком к-либо из характер.). При взаимодействии частицы со своей анти…происходит аннигиляция(«уничтожение» частиц с обр. одного или неск. γ -квантов.Элемент классиф. по массе покоя: 1гр.: фотоны(γ )(m₀=0). 2гр.: лептоны 3гр..мезоны (пионы, хаоны(К), мезон(ή ). 4гр. Барионы(протон, нейтрон, гиперон, гинерон, ).3+4гр. – адроны (участв. в сильном взаимод.) По совр. представл. Адроны состоят из кварков.Кварки обл. дробным эл. зарядом. Не существ. в своб. сост. Всегда соед. м/д собой. Это-конфаймент. 6 кварков: U(up), d(down), c(charm), S(strange), b(beauty), t(top, true).Совокупность хар-к кварка – аромат.

 

⇐ Предыдущая12345

Поделиться: