- •Основные понятия геометрической оптики.
- •Кардинальные элементы оптической системы
- •Передний фокус и передняя фокальная плоскость оптической системы.
- •Передняя и задняя главные плоскости и главные точки оптической системы.
- •Переднее и заднее фокусные расстояния.
- •Узловые точки оптической системы.
- •Построение изображений и хода лучей в идеальной оптической системе.
- •Тонкая линза
- •Оптические системы
- •Светосила оптической системы.
- •Интерференция световых волн. Когерентность волн.
- •Зеркала Френеля.
- •Бипризма Френеля.
- •Опыт Юнга
- •Интерференция в тонких пленках.
- •Просветление оптики.
- •Практические применения интерференции. Интерферометры
- •Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля на простейших преградах (круглом отверстии, крае полуплоскости).
- •Спираль Корню.
- •Дифракция Фраунгофера от щели
- •Дифракция на дифракционной решетке Пропускающие решетки. Отражательные решетки.
- •Фотометрические величины и единицы. Источники Ламберта.
- •Тепловое излучение тел.
- •Равновесное тепловое излучение. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа.
- •Законы излучения абсолютно черного тела Формула Планка.
- •Закон смещения Вина.
- •Закон Рэлея-Джинса.
- •Закон Стефана – Больцмана
- •Оптическая пирометрия.
- •Радиационная температура.
- •Цветовая температура.
- •Получение поляризованного света. Прохождение света через поляризатор. Закон Малюса.
- •Призмы Николя (Поляризационные приборы и использование поляризованных лучей).
- •Отражение света на границе двух прозрачных сред. Формулы Френеля. Угол Брюстера.
- •Оптически активные вещества.
- •Теория вращения плоскости поляризации.
- •Вращение плоскости поляризации в магнитном поле.
- •Закон преломления света. Явление дисперсии. Нормальная и аномальная дисперсии.
- •Элементарная теория дисперсии света. Электронная теория дисперсии
- •Опыты Ньютона
- •Классификация мутных сред
- •Поглощение и рассеяние излучения
- •Закон Бугера. Коэффициент поглощения
- •Внешний фотоэффект.
- •1. Максимальная начальная скорость фотоэлектронов определяется частотой света и не зависит от его интенсивности.
- •Внутренний фотоэффект.
- •Масса и импульс фотона.
- •Эффект Комптона. Рассеяние рентгеновского излучения веществом.
- •Элементарная теория эффекта Комптона.
- •Давление света. Опыты Лебедева
- •Фотохимические явления.
- •Фотография
- •Голография
- •Теория водородного атома. Спектральные серии и уровни энергии. Закономерности в атомных спектрах.
- •Постулаты Бора.
- •Модель Бора атома водорода
- •Гипотеза Де Бройля.
- •Поляризация излучения гелий-неонового лазера.
- •Основные характеристики атомного ядра.
- •Ядерные силы.
- •Ядерные реакции
- •Реакции деления.
- •Ядерный реактор.
- •Реакция синтеза.
- •Явление радиоактивности
Реакции деления.
При бомбардировке урана нейтронами иногда возникают ядра примерно вдвое легче, чем исходное ядро урана. Новое явление было названо делением ядра и представляло первую экспериментально наблюдаемую реакцию ядерных превращений. Примером может служить одна из возможных реакций деления ядра урана-235:
(13.12)
Процесс деления ядер протекает очень быстро (обычно за время —10~12 с). Энергия, выделяемая в реакции
типа (13.12), составляет примерно 200 МэВ на один акт деления ядра урана-235.
В общем случае реакцию деления ядра урана-235 можно записать в следующем виде:
(13.13)
Объяснение механизма реакции деления может быть получено в рамках гидродинамической модели ядра.
Ядерный реактор.
Ядерным реактором называется устройство, в котором осуществляется управляемая ядерная реакция, сопровождающаяся выделением энергии. Основными частями ядерного реактора любого типа являются: активная зона, где находится ядерное топливо, протекает цепная реакция деления ядер и выделяется энергия; отражатель нейтронов, окружающий активную зону; теплоноситель, используемый для охлаждения активной зоны; система регулирования цепной реакции и радиационная защита. Мощность ядерного реактора 1 МВт соответствует цепной реакции, в которой происходит 3-Ю16 актов деления в 1 с. Для характеристики цепной реакции используется понятие коэффициента размножения нейтронов К, который равен отношению числа нейтронов в данном поколении к их числу в предыдущем поколении. Состояние ядерного реактора определяют с помощью понятия реактивности р = (К- 1)/K. Если К> 1, то цепная реакция нарастает во времени. Ядерный реактор находится в надкритическом состоянии и его реактивность р>0; если K < 1, то реакция затухает, ядерный реактор подкритичен (р < 0); при К = 1 реактивность р = 0 — реактор находится в критическом состоянии, идет стационарный процесс и число делений ядер в среднем постоянно во времени. В качестве делящегося вещества в реакторе можно использовать уран-235 и плутоний-239.
В активной зоне реактора расположены тепловыделяющие элементы /, содержащие несколь- ко обогащенную смесь природного урана,замедлитель 2, в котором нейтроны деления замедляются до ~ 1 эВ. Тепловыделяющие элементы, или твэлы, представляют собой блоки из делящегося материала, заключенные в герметическую оболочку, слабо поглощающую нейтроны. За счет энергии деления твэлы. разогреваются и отдают энергию теплоносителю, который циркулирует в каналах 3. Активная зона окружена отражателем нейтронов 4. Управление цепной реакцией осуществляется специальными управляющими стержнями 5, изготовленными из материалов, сильно поглощающих нейтроны (например, бор, кадмий). Изменяя количество и глубину погружения управляющих стержней, можно изменять коэффициент размножения нейтронов и соответственно регулировать работу реактора.
По назначению ядерные реакторы подразделяются на: экспериментальные исследовательские, рабочие.
Реакция синтеза.
Ядерным синтезом называются реакции слияния протонов и нейтронов или отдельных легких ядер. Простейшими ядерными реакциями синтеза являются:
где— энергия реакции.