26. Опыты Резерфорда. Планетарная модель атома. Квантовые посту­латы Бора. Квантово-механическая модель атома водорода.

Модель атома Томсона:

Перваю модель атома предложил Томсон. Он считал, что атом представляет собой электронейтральную систему шарообразной формы. Положительный заряд атома равномерно распределен по всему объему шара, а отрицательно заряженные электроны находятся внутри него. Для объяснения линейчатых спектров испускания атомов Томсон пытался определить расположение электронов в атоме и рассчитать частоты их колебаний около положений равновесия. Однако эти попытки были безуспешны. Через несколько лет Резерфорд доказал, что модель Томсона неверна.

Опыты Резерфорда:

Резерфорд предложил применить зондирование атома с помощью α-частиц, которые возникают при радиоактивном распаде радия и некоторых других элементов. Масса α-частиц приблизительно в 7300 раз больше массы электрона, а положительный заряд равен удвоенному элементарному заряду. В своих опытах Резерфорд использовал α-частицы с кинетической энергией около 5 МэВ. α-частицы – это полностью ионизированные атомы гелия. Этими частицами Резерфорд бомбардировал атомы тяжелых элементов (золото, серебро, медь и др.).

Опыты показали, что: 1. большинство α-частиц проходят не рассеиваясь 2. с увеличением угла рассеивания число рассеивающихся α-частиц резко уменьшается 3. имеются отдельные α-частиц, рассеиваемые на очень большие углы ( 180 градусов ), т.е. отбрасываемые атомами назад.

Планетарная модель атома:

Из опытов Резерфорд предложил планетарную модель атома. Атом состоит из полож-но заряж-го ядра, в котором сосредоточена почти вся масса атома. В целом атом нейтрален. Поэтому число электронов, как и заряд ядра, равно порядковому номеру элемента в периодической системе. Электроны движутся вокруг ядра, подобно тому как планеты обращаются вокруг Солнца. Такой характер движения электронов определяется действием кулоновских сил со стороны ядра. Планетарная модель атома имеет прямое экспериментальное обоснование. Но на основе этой модели нельзя объяснить факт существования атома, его устойчивость. Ведь движение электронов по орбитам происходит с немалым ускорением, причем весьма. Ускоренно движущийся электрон по законам электродинамики должен терять энергию и приближаться к ядру. Как показывают строгие расчеты, электрон за ничтожное время должен упасть на ядро.

Квантовые постулаты Бора:

1 постулат Бора (постулат стационарных постоянных) – атомы могут длительное время находится в устойчивых состояниях, в которых они не излучают энергию, несмотря на происходящее в них движение электронов с ускорением. 2 постулат Бора ( правило частот ) – излучение или поглощение энергии атомом происходит в момент скачкообразного перехода атома из одного стационарного состояния в другое.

Квантово-механическая модель атома водорода:

Бо́ровская моде́ль а́тома (Моде́ль Бо́ра) За основу он взял планетарную модель атома, выдвинутую Резерфордом. Однако, с точки зрения классической электродинамики, электрон в модели Резерфорда, двигаясь вокруг ядра, должен был бы излучать непрерывно, и очень быстро, потеряв энергию, упасть на ядро. Чтобы преодолеть эту проблему Бор ввел допущение, суть которого заключается в том, что электроны в атоме могут двигаться только по определенным (стационарным) орбитам, находясь на которых они не излучают, а излучение или поглощение происходит только в момент перехода с одной орбиты на другую. Причем стационарными являются лишь те орбиты, при движении по которым момент количества движения электрона равен целому числу постоянных Планка.

26. Протонно-нейтронная модель ядра атома. Дефект масс атомных ядер. Энергия связи ядра.

Представить протонно-нейтронную модель ядра атома. Перечислить свойства ядерных сил. Объяснить, что такое дефект масс. Записать, как определяется энергия связи ядра и удельная энергия связи ядра.

26. Естественная радиоактивность, α, β, γ-юлучения. Период полурас­пада. Закон радиоактивного распада.

Дать определение понятию: «естественная радиоактивность: α, β, γ-излучения. Объяснить, что такое период полураспада и как его вычислить. Записать закон радиоактивного распада.

26. Ядерные реакции. Законы сохранения в ядерных реакциях. Энерге­тический выход ядерных реакций.

Ввести понятие «ядерные реакции». Сформулировать законы сохранения в ядерных реакциях. Объяснить, что такое энергетический выход ядерных реакций и записать формулу для расчета.

26. Реакция деления тяжелых ядер. Цепные ядерные реакции. Ядерный реактор.

1-Сущность реакции объяснить можно основываясь на капельной модели ядра. Ядро как капля электрически заряженной несжимаемой жидкости, частицы которой при попадании нейтрона приходят в колебательное движение. Если возбуждение невелико, то ядро, освобождаясь от излишка энергии возвращается в устойчивое состояние. Если же энергия достаточно велика, то деформация ядра может быть настолько большой, что в нем образуется перетяжка. Перетяжка разрывается, и ядро распадается на два «осколка», которые разлетаются в противоположные стороны.

2 – Цепная реакция – ядерная реакция, в которой частицы образуются как продукты этой реакции. В реальных условиях не все образующиеся при делении нейтроны участвуют в делении других ядер. Часть их захватывается неделящимися ядрами посторонних атомов, другие вылетают из куска урана наружу. Поэтому цепная реакция деления тяжелых ядер возникает не всегда и не во всяком куске урана. 3 – Ядерный реактор – устройство, в кот. осущест-ся управляемая цепная реакция деления. Теплота, выделяемая в ядерном реакторе при цепной реакции деления ядер, уносится теплоносителем – водой, находящейся под давлением 100 атм, вследствие чего вода нагревается до 270 ⁰С, не закипая. Далее вода поступает в теплообменник, где отдает значительную часть своей внутренней энергии воде второго контура, и с помощью насосов вновь попадает в активную зону реактора. Вода второго контура в теплообменнике превращается в пар, кот. поступает в паровую турбину, приводящую в действие электрогенератор. Второй контур, как и первый, является замкнутым. После турбины пар попадает в конденсатор, где змеевик охлаждается холодной проточной водой, здесь пар превращается в воду и с помощью насосов вновь попадает в теплообменник.