Будова атомного ядра - презентация, доклад, проект скачать

Нажмите для полного просмотра!

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Будова атомного ядра. Доклад-сообщение содержит 55 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

БУДОВА АТОМНОГО ЯДРА

Слайд 2

Описание слайда:

Характеристики ядра Склад (Z,N) Маса Спін Магнітний момент Квадрупольний момент Енергія збуджених станів (можливість існування ядерних ізомерів) Енергія зв’язку нуклонів у ядрі Стабільність (для нестабільних – тип розпаду та час напіврозпаду)

Слайд 3

Описание слайда:

Моделі будови атомного ядра

Слайд 4

Описание слайда:

Нуклонна модель будови атомного ядра

Слайд 5

Описание слайда:

Основні положення: Основні положення: Ядра атомів усіх елементів складаються з нуклонів - протонів та нейтронів (виключення H-1). Число протонів у ядрі визначає заряд атомного ядра. Масове число дорівнює загальній кількості нуклонів у ядрі. Ізотопи – різновиди одного й того ж хімічного елементу, що мають однаковий заряд ядра, але відрізняються значеннями атомної маси (містять різну кількість нейтронів у ядрі). Електронні оболонки ізотопів практично ідентичні.

Слайд 6

Описание слайда:

3.Ізольований нейтрон є нестабільним 3.Ізольований нейтрон є нестабільним n → р + e_+ ν´е + 0,78 МеВ 4. Розпад протона відбувається з поглинанням енергії р → n + e+ + νе – 1,80 МеВ 5. Енергію зв’язку нуклонів у ядрі можна розрахувати Езв = ∆mc2 ∆m – дефект маси (різниця між сумою мас спокою всіх нуклонів і реальною масою ядра), с – швидкість світла.

Слайд 7

Описание слайда:

Характеристики нуклонів

Слайд 8

Описание слайда:

Слайд 9

Описание слайда:

Слайд 10

Описание слайда:

Залежність питомої енергії зв’язку нуклонів у атомному ядрі від масового числа

Слайд 11

Описание слайда:

Залежність коефіцієнта упаковки від масового числа

Слайд 12

Описание слайда:

Нуклонна модель будови атомного ядра

Слайд 13

Описание слайда:

Нуклонна модель будови атомного ядра

Слайд 14

Описание слайда:

Краплинна модель будови атомного ядра

Слайд 15

Описание слайда:

Основні положення: Атомне ядро - сферична крапля зарядженої ядерної рідини, яка не стискається. Радіус ядра R = r0A1/3 r0 - середній радіус нуклона 1,35 .10-13 cм (rp =1,2 .10-13, rn =1,5 .10-13), А – масове число Нуклони в ядрі рівноцінні, індивідуальні відмінності нуклонів не враховуються (колективна модель)

Слайд 16

Описание слайда:

Концентрація нуклонів у ядрі є практично сталою: n = A / V = A / (4/3) π R3 = A / (4/3) π r03A = = 3 / 4 π r03 ≈ 1038 cм-3 Густина ядерної речовини є сталою: ρ = mN . n = 1,66 . 10-24 . 1038 ≈ 1014 г/cм3 для макроскопічних твердих тіл ρ ≈ 2-20 г/cм3 (rатома/ rядра  105 -106 )

Слайд 17

Описание слайда:

Напівемпірична формула Вейцзеккера Дозволяє розрахувати енергію зв’язку нуклонів у ядрі для заданих А і Z: Езв = а1А – а2А2/3 – а3Z2/А1/3 – а4(A/2-Z)2/А + + а5А-3/4, коефіцієнти а1 - а5 – сталі а1А - об’ємна енергія ядра, пропорційна А (лінійна залежність)

Слайд 18

Описание слайда:

– а2А2/3 - поверхнева енергія ядра, пропорційна площі поверхні сферичної ядерної краплі. Враховує нерівноцінність нуклонів у ядрі. – а2А2/3 - поверхнева енергія ядра, пропорційна площі поверхні сферичної ядерної краплі. Враховує нерівноцінність нуклонів у ядрі. – а3Z2/А1/3 - взаємне кулонівське відштовхування протонів (Z2/R) при рівномірному розподілі електричного заряду всередині сферичного ядра з радіусом R = r0A1/3. Кожен з Z протонів взаємодіє з іншими Z-1 протонами, (Z-1). Z ≈ Z2.

Слайд 19

Описание слайда:

– а4(A/2-Z)2/А - поправка на енергію симетрії ядра. Підвищена стабільність ядер з рівною кількістю протонів і нейтронів , обумовлену зарядовою незалежністю ядерних сил та принципом Паулі. – а4(A/2-Z)2/А - поправка на енергію симетрії ядра. Підвищена стабільність ядер з рівною кількістю протонів і нейтронів , обумовлену зарядовою незалежністю ядерних сил та принципом Паулі. а5А-3/4 - ефект спарювання однакових нуклонів.  приймає три значення: = 1 для ядер з парною кількістю протонів і нейтронів = 0 для ядер з непарною кількістю одного виду нуклонів = -1 для ядер з непарною кількістю і протонів, і нейтронів

Слайд 20

Описание слайда:

а1 = 15,75 МеВ, а2 = 17,8 МеВ, а3 = 0,71 МеВ, а4 = 94,8 МеВ, а5 = 34 МеВ

Слайд 21

Описание слайда:

Приклади розрахунку питомої енергії зв’язку нуклонів у ядрі за формулою Вейцзеккера (МеВ)

Слайд 22

Описание слайда:

Залежність кількості нейтронів в ядрах стабільних нуклідів від кількості протонів

Слайд 23

Описание слайда:

Рівноважне число протонів у ядрі для ізобарів (A=const) за формулою Вейцзеккера мінімум суми кулонівської енергії та енергії симетрії

Слайд 24

Описание слайда:

Енергія зв’язку для ізобарів

Слайд 25

Описание слайда:

Механізм та якісна модель симетричного ділення важких ядер (на основі краплинної моделі) Важкі ядра можуть розпадатися внаслідок зростання кулонівського відштовхування протонів. Механізм ділення – деформація ядра внаслідок поверхневих коливань з високою амплітудою.

Слайд 26

Описание слайда:

Потенційна енергія ядерної краплі під час поділу як функція відстані між центрами мас продуктів поділу

Слайд 27

Описание слайда:

Краплинна модель будови атомного ядра - переваги Пояснює механізм симетричного ділення важких ядер Дозволяє розрахувати: питому енергію зв’язку нуклонів у ядрі; середню енергію зв’язку (відриву) протона, нейтрона чи будь-якої групи нуклонів (наприклад α-частинки) від ядра; знайти Z нуклідів, стійких по відношенню до β-розпаду. масу ядра

Слайд 28

Описание слайда:

Краплинна модель будови атомного ядра - недоліки - не враховує властивості окремих нуклонів - не пояснює магнітні властивості та спін ядер - не пояснює аномалії на залежності питомої енергії зв’язку від А - не пояснює наявності магічних чисел. - не дає правильного опису збуджених станів легких та середніх ядер; - не пояснює асиметричне ділення ядер.

Слайд 29

Описание слайда:

Мезонна теорія будови атомного ядра

Слайд 30

Описание слайда:

Основні положення Нуклони в ядрі огорнуті мезонним полем (хмарою віртуальних - мезонів) Нуклони в ядрі постійно обмінюються між собою енергією шляхом передачі - мезонів Можливе перетворення n в p та p в n внаслідок передачі - чи + мезонів, при передачі π0 мезонів тип нуклону не змінюється

Слайд 31

Описание слайда:

р + n → (n + π+) + n → n´ + (π+ + n) → n´+ р´ р + n → (n + π+) + n → n´ + (π+ + n) → n´+ р´ n + р → (p + π-) + p → p´ + (π- + p) → p´+ n´ n + n → (n + π0) + n → n´ + (π0 + n) → n´+ n´ р + р → (р + π0)+ р → р´ + (π0 + р) → р´+ р´

Слайд 32

Описание слайда:

Взаємоперетворення нуклонів

Слайд 33

Описание слайда:

Характеристики мезонів

Слайд 34

Описание слайда:

Потенціал Юкави

Слайд 35

Описание слайда:

За взаємодію між нуклонами на малих відстанях (у тому числі за міжнуклонне відштовхування при r

Слайд 36

Описание слайда:

Мезонна теорія будови атомного ядра Переваги: Експериментально підтверджена - Пояснює природу сильної взаємодії Дала можливість передбачити існування ряду елементарних часток Недоліки: - Кількісна сторона, зокрема розрахунок енергії зв’язку нуклонів

Слайд 37

Описание слайда:

Модель Фермі-газу

Слайд 38

Описание слайда:

Основні положення Нуклони не взаємодіють між собою Нуклони рухаються в області об’ємом V, в межах якої потенціал вважають сталим. Одночастинні стани нейтронів и протонів описуються плоскими хвилями (справедливо при R ядра, фактично нехтуємо наявністю поверхні ядра) В обмеженому об’ємі можний лише дискретний набір значень вектору імпульсу Імпульс та кінетичну енергію нуклонів знаходять шляхом введення періодичних граничних умов

Слайд 39

Описание слайда:

Імпульс нуклона (р): Імпульс нуклона (р): px = (2π /L)nx, py = (2π /L)ny, pz = (2π /L)nz (L – довжина ребра куба з об’ємом V) Максимальна кінетична енергія нуклона (енергія Фермі)

Слайд 40

Описание слайда:

Нейтронні та протонні одночасточні рівні енергії в модели фермі-газа. EС – кулонівська енергія протона, BN - енергія відділення нейтрона.

Слайд 41

Описание слайда:

Модель Фермі-газу Переваги: Дозволяє досить точно розрахувати : енергію Фермі, імпульс та середню кінетичну енергію нуклонів. Дозволяє інтерпретувати дані для ядерних реакцій, чутливих до розподілу нуклонів в ядрі по імпульсу пояснює N  Z для легких ядер Недоліки: Не враховує індивідуальні особливості ядер

Слайд 42

Описание слайда:

Оболонкова теорія будови атомного ядра

Слайд 43

Описание слайда:

Основні положення: Основні положення: нуклони є незалежними частками (рухаються в потенційному полі, створеному іншими нуклонами) нуклони у ядрі знаходяться на квантових рівнях (як електрони – на електронних, для протонів і нейтронів ці енергетичні рівні не співпадають). Стан нуклона описується квантовими числами (спінове, орбітальне, магнітне, головне)

Слайд 44

Описание слайда:

в результаті сильної спін-орбітальної взаємодії кожен дозволений енергетичний рівень розпадається на два підрівня. Енергія підрівнів з ℓ+1/2 є нижчою, ніж ℓ–1/2 в результаті сильної спін-орбітальної взаємодії кожен дозволений енергетичний рівень розпадається на два підрівня. Енергія підрівнів з ℓ+1/2 є нижчою, ніж ℓ–1/2 повний момент кількості руху оболонки j = ℓ±1/2 (ℓ орбітальне квантове число) ємність рівня = 2j+1 якщо ядро складається з лише заповнених протонних та нейтронних оболонок, то його спін і повний орбітальний момент дорівнюють нулю. При цьому енергія зв’язку нуклонів у ядрі різко збільшується.

Слайд 45

Описание слайда:

Спін-орбітальне розщеплення (загальна схема та приклад)

Слайд 46

Описание слайда:

Діаграма нижніх нуклонних рівнів з урахуванням спін-орбітальної взаємодії

Слайд 47

Описание слайда:

Відносна енергія нейтронних та протонних підоболонок

Слайд 48

Описание слайда:

Експериментальне підтвердження моделі оболонок Ядра з Z = 2, 8, 20, 28, 50, 82, 114 та ядра з N = 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126 («магічні числа» нуклонів) мають підвищену стійкість та розповсюдженість

Слайд 49

Описание слайда:

Розповсюдженість середніх і важких ядер в Сонячній системі

Слайд 50

Описание слайда:

Відхилення маси ядра від розрахованої за формулою Вейцзеккера

Слайд 51

Описание слайда:

Відділення нейтрона

Слайд 52

Описание слайда:

Відхилення енергії відділення нейтрона від розрахованої за формулою Вейцзеккера

Слайд 53

Описание слайда:

Варіанти оболонкової моделі атомного ядра Одночастинна модель оболонок (ОМО) Багаточастинна модель оболонок (БМО) – робить спробу врахувати залишкову взаємодію між нуклонами, яке не описується потенційною ямою. Модель оболонок, що враховує несферичність ядер (несферичність потенційної ями)