Строение атомов и их ядер. Радиоактивность
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
Контрольная работа
Тема: Строение атомов и их ядер. Радиоактивность
Содержание
1.СТРОЕНИЕ АТОМОВ И ИХ ЯДЕР, ПЛАНЕТАРНАЯ МОДЕЛЬ АТОМА РЕЗЕРФОРДА, ЕЕ НЕДОСТАТКИ. ПОСТУЛАТЫ БОРА
. РАДИОАКТИВНОСТЬ. ДЕЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ ЯДЕР, ЦЕПНАЯ РЕАКЦИЯ, НЕУПРАВЛЯЕМАЯ И УПРАВЛЯЕМАЯ ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Строение атомов и их ядер, планетарная модель атома Резерфорда, ее недостатки. Постулаты Бора
Атом каждого химического элемента состоит из ядра, расположенного в центре атом а, заряженного положительно и электронов, которые движутся вокруг ядра.
Ученые не сразу пришли к пониманию того, как устроен атом . Это был научный поиск, в котором принимали участие многие ученые.
Первая модель атома была создана английским ученым Томсоном, который открыл электрон. По мнению Томсона (+) или (-) заряды атомов равномерно распределены по всему объему.
Английский ученый Резерфорд решил проверить опытным путем распределение (+) заряда в атомах.
Установка Резерфорда состояла из источника альфа -частиц ящееся полотно.
Если поместить перед экраном золотую фольгу полщиной 1 микрон (0,001мм), то интенсивность свет ящегося пятна. Эти вспышки вызваны альфа-частицами, которые при прохождении через золотую фольгу изменили направление движения.
В твердых телах атомы очень близко расположены друг к другу. Золотая фольга толщиной в 1 микрон содержит 3000 атомных слоев золота, но большинство альфа -частиц проходят сквозь золотую фольгу беспрепятственно, только некоторые отклоняются от первоначального направления. Значит атом внутри пустой. Среди альфа -частиц были и такие, которые изменяли направление движения почти что на 180 градусов.
Чтобы отклонить тяжелую альфа -частицу, которая почти в 8000 раз тяжелее электрона, летящую со скорость ю 20 000 км/с, нужна очень большая сила.
Легкие электроны не могут вызвать рассеевание альфа -частиц. Очевидно, только (+) заряженная частица, значительно тяжелее альфа-частиц, может отклонить ее и даже отбросить назад.
Так Резерфорд пришел к идее атомного ядра - тела очень малых размеров, в котором сконцентрирована вся масса атома и весь положительныизаряд атома.
х - радиус стационарной орбиты п - номер орбитымасса электрона = m = 9,1 * 10?31 кг- коэффициент пропорциональности к = 9* 10- заряд электрона l = 1,6 * 10?19 кг
Е - энергия атома в стационарном состоянии п - номер орбиты- постоянная величина
п - номер более близкой к ядру орбиты 3,29 * 1015 С к - номер более удалённый от ядра орбиты. Справедливость теории Бора была подтверждена
экспериментальными опытами немецких физиков Франка и Герца (1913 г.) ,доказавших существование стационарных состояний атомов.
Недостатки модели
В первую очередь следует остановиться на названии модели. На звание планетарная не соответствует физическому содержанию мо дели. Оно возникло из сопоставления атома с солнечной системой и отражает лишь их внешнее сходство. Все тела солнечной системы притягиваются не только к Солнцу, но и друг к другу. Электроны же атома притягиваются лишь к центру - ядру и отталкиваются друг от друга. Атом - чрезвычайно устойчивое образование. И если один или несколько электронов сместить из их положений, то рано или поздно они возвратятся на свои места.
Если же хотя бы одну планету сместить с её траектории, то нарушится равновесие всей солнечной системы и самопроизвольно она не возвратиться в первоначальное состояние. Поэтому модель атома Резерфорда правильнее называть не планетарной, а ядерной моделью атома, подчёркивая этим самую суть идеи Э. Резерфорда.
Модель Э. Резерфорда - это значительный шаг вперёд по сравнению с моделью Кельвина - Томсона. Однако, она обладала тем же главным недостатком, что и первая модель: с точки зрения классической электродинамики такой атом должен быть энергетически неустойчивым. Действительно, по законам электродинамики всякий ускоренно движущийся заряд излучает энергию. Чтобы не упасть на ядро, электроны в модели Резерфорда должны двигаться вокруг ядра. Но теряя энергию на излучение, электроны будут приближаться к ядру, пока не сядут на его поверхность. Атом перестанет существовать, исчезнет его структура, обнаруженная в опытах Э. Резерфорда. Но в действительности атомы чрезвычайно устойчивые образования. Чтобы сохранить модель Резерфорда, объективно отображающую строение атома, Н. Бор в 1913 г. выдвигает два постулата, которые, однако, по своему духу не совместимы с положениями классической физики.
Постулаты Бора
Первый постулат:
Атомы имеют ряд стационарных состояний соответствующих определенным значениям энергий: Е1, Е2...En. Находясь в стационарном состоянии, атом энергии не излучает, несмотря на движение электронов.
Второй постулат:
В стационарном состоянии атома элек