35. Эффекты Зеемана и Штарка. Мультиплетность энергетических уровней. Опыты Штерна-Герлаха. Спин электрона. Магнитное спиновое число.

мультиплеты – сплошные спектральные линии, сост. из неск. близко располож. линий

расщепл.энерг.ур. 1)в МП – эффект Зеемана 2)в ЭП – эффект Штарка

Опыт Штерна-Герлаха

F= μ_B∂B/∂z

e обладает собств. магн. моментом, а значит обладает и собств. моментом импульса – спином

L_s=√s(s+1) * ћ

s=0,5 – Спиновое квант. число

L_sz=m_sћ; m_s=±0,5 – магн. спиновое квант. число

L_sz=±ћ/2

Собственный магн. момент е равен 1μ_в (магнетон Бора)

для е спин равен 0,5

μ_s=-eL_s/m ; μ_sz=-eL_sz/m=±eћ/2m=± μ_в

Частицы с нулевым или целочисленным спином подчиняются квантовой статистике Бозе-Эйнштейна и называются бозонами (Пи – мезон и фотон)

Частицы с полуцелым спином и подчиняются квантовой статике Ферми-Дирака и наз-ся фермионами (р,е,n)

36. Рентгеновское излучение. Тормозные и характеристические рентгеновские спектры.

Рентге́новское излуче́ние — электромагнитные волны, энергия фотонов которых лежит на шкале электромагнитных волн между ультрафиолетовым излучением и гамма-излучением. Рентгеновские лучи возникают при сильном ускорении заряженных частиц (тормозное излучение), либо при высокоэнергетических переходах в электронных оболочках атомов или молекул. 

РЕНТГЕНОВСКИЕ СПЕКТРЫ - спектры испускания и поглощения рентгеновского излучения.

Самым распространенным источником рент­геновского излучения является рентгеновская трубка, в которой сильно ускоренные электрическим полем электроны бомбардируют анод, испытывая на нем резкое торможение. При достаточно большой энергии бомбардирующих анод электронов на фоне сплошного спектра появляются отдельные резкие линии — линейчатый спектр, опреде­ляемый материалом анода и называемый характеристическим рентгеновским спектром (излучением).

Тормозной рентгеновский спектр. Тормозное излучение рентг. трубки возникает при рассеянии электронов на электростатич. поле атома. Потеря энергии электрона на излучение при этом носит квантовый характер и сопровождается испусканием фотона с энергией  к-рая не может превосходить кинетич. энергию электрона:  . Частота w₀, соответствующая равенству , наз. квантовой границей тормозного спектра. Длина волны  зависит от напряжения Vна рентг. трубке: 

36. Строение и свойства атомного ядра. Капельная и оболочечная модели ядра. Ядерные реакции. Закономерности протекания ядерных реакций

Ядро атома состоит из протонов и нейтронов. Частицы, входящие в состав ядра, называются нуклонами.

^A_ZХ, где Z-порядковый номер, кол-во протонов), А-массовое число, кол-во нуклонов в ядре и е. Разность A-Z дает количество нейтронов.

Нейтрон – электронейтральная частица. Протон имеет положительный заряд и равен элементарному q_е=е=1,60*10^-19Кл

q_n=0

Массы протона и нейтрона примерно одинаковы

m_p=1,672*10^-27кг

m_n=1,675*10^-27кг

1 а.е.м.=1,66*10^-27кг

Масса ядра равна массе нейтрального атома за вычетом массы всех его е.

Размеры атомного ядра в пять раз меньше размеров самого атома.

R=R_o*A^⅓

Ro=(1,5:1,7)*10^-15м, в основном принимают Ro=1,4*10^-15м

плотоность ядерного в-ва ρ_я=(1,5:1,8)*10^-15кг/м³

Среди ядер различают:

1)изотопы – ядра, с одинак. числом протонов ¹⁶₈О ¹⁷₈О

2)изотоны – ядра, с одинак. числом нейтронов ¹⁰₄Ве ¹²₆С

3)изобары – ядра, с одинак. числом нуклонов ¹⁶₈Be ¹⁷₈B

Ядро обладает собственным механическим (спин) и собственным магнитным моментом.

L_я=√I(I+1)ћ – собственный момент импульса ядра

I – спиновое квантовое число, зависит от четности/нечетности А

μ=±g_яL_я – собственный магнитный момент ядра

μ_я=ећ/2m_p=5,05*10^-27Дж/Тл

Магнитный момент ядра взаимодействует с МП каждого е. Так как проекция μ на направление МП е квантуется, то энергетические уровни е расщепляются. Это называется сверхтонкой структурой в спектрах атомов.

∆m=Z_mp+N_mn+m_я – дефект массы ядра

W_cв=∆mc²=( Z_mp+N_mn+m_я)c² - Энергия связи

W_уд= W_cв/А – энергия связи, прих. на один нуклон, называется удельной энергией связи

Наиболее устойчивые ядра с числом А=50-60

Самые прочные ядра с числами 2,8,20,28,50,82,126 – магические числа. дважды магические: He, O, Ca, Ca, Pb

Модели атомного ядра

1. Капельная модель ядра

Ядро уподобляется капле электрически заряженной квантовой жидкости. Между нуклонами действуют силы, похожие на силы межмолекулярного взаимодействия в жидкости.

«+»: позволяют объяснить зависимость энергии связи от массового числа; объясняет уменьшение энергии связи в очень легких и тяжелых ядрах; объясняет реакции деления тяжелых ядер

«-»: поведение молекул жидкости подчиняется классическим законам, а ядра подчиняются квантовым законам; ядерная капля, в отличие от капли жидкости, заряжена; не позволяет объяснить магнитные св-ва ядра; природа и интенсивность молекулярных и ядерных сил различна.

2.Оболочечная модель ядра

В основе модели – понятие самосогласованного потенциального центрально-симметричного поля, созд. всеми нуклонами. Энергетические уровни заполняются в соответствие с принципами Паули и минимума энергии. Для протонов и нейтронов существ. две независимые системы энергетических уровней.

«+»: позволяет объяснить магические числа, объяснить спины и магнитные моменты ядер, дискретный спектр γ-излучения при радиоактивном распаде.

В настоящее время используют несколько моделей: оптическая, обобщеная.