Урок 80-81 Протонно-нейтронна модель атомного ядра. Ядерні сили. Енергія зв'язку

ДИСТАНЦІЙНЕ НАВЧАННЯ 

ФІЗИКА 11 КЛАС

1. Пригадайте матеріал попередніх уроків, скріншот результату відправте вчителю.

2. Згадаємо будову атомного ядра 

Атомне ядро складається із частинок двох видів:

-         протони (мають позитивний електричний заряд);

-         нейтрони (не мають заряду).

Нуклони – це протони й нейтрони, що входять до складу ядра атома.

Нуклонне (масове) число (А)   – це сумарна кількість протонів і нейтронів в атомі.

Зарядове (протонне) число (Z) – це кількість протонів у ядрі.

Кількість нейтронів (N) у цьому ядрі: N=A-Z.

Нуклід – це вид атомів, який характеризується певним значенням зарядового числа та певним значенням масового числа.

Наприклад: Скільки протонів і нейтронів містить ядро нукліда Титану ?

Ізотопи – це різновиди атомів того самого хімічного елемента, ядра яких містять однакове число протонів, але різну кількість нейтронів.

Наприклад: 

3. Ознайомимося з ядерними силами:

      Ядра є дуже стійкими. Але яким чином у складі одного ядра і на дуже близькій відстані один від одного утримуються протони, адже однойменно заряджені частинки відштовхуються, нейтрони не мають заряду, а сили гравітаційного притягання у 1036 разів менші від сил електростатичного відштовхування?     З’ясовано, що нуклони притягуються один до одного завдяки сильній взаємодії, яка набагато сильніша за електромагнітну взаємодію. Зазначимо, що сильна взаємодія — це фундаментальна взаємодія, яка виявляється не лише як взаємодія нуклонів.

Ядерні сили – це сили, які діють між протонами й нейтронами в ядрі та забезпечують існування атомних ядер. 

Основні властивості ядерних сил:

1) є дуже потужними: вони у 100-1000 разів більші за електростатичні сили відштовхування двох протонів на близьких відстанях (приблизно 10^–15 м).

2) є тільки силами притягання;

3) є близькодіючими: вимірювання показали, що ядерні сили між нуклонами виявляються лише на відстанях, які приблизно дорівнюють розмірам нуклона (10^–15 м);

4) не залежать від заряду: на однаковій відстані сили, що діють між двома протонами, між двома нейтронами або між протоном і нейтроном, є однаковими;

5) мають властивість насичення: нуклон виявляється здатним до ядерної взаємодії одночасно лише з невеликою кількістю розташованих поряд нуклонів.

4. Енергія зв’язку атомного ядра
   Ядерні сили набагато сильніші за кулонівські, тому, щоб «розділити» ядро на окремі нуклони, необхідно виконати роботу, тобто витратити певну енергію.

Енергія зв'язку атомного ядра  – це енергія, яка необхідна для повного розщеплення ядра на окремі нуклони. 

Ретельні вимірювання довели, що маса будь-якого ядра менша від суми мас нуклонів, із яких це ядро складається:

m_я < Zm_p + Nm_n

m_я – маса ядра

Zm_p – маса протонів у ядрі

Nm_n – маса нейтронів у ядрі

 Дефект мас – це різниця маси нуклонів, з яких складається ядро, і маси ядра.

 Dm = (Zm_p + Nm_n)-m_я

Під час утворення ядра маса системи зменшується, то енергію, яка виділиться під час утворення ядра, а отже, й енергію зв’язку можна визначити за формулою:

E_зв = Dmc² = [(Zm_p + Nm_n)-m_я]c²

Ознайомтеся з рубрикою Зверніть увагу! с.227

5. Питома енергія зв’язку атомного ядра

     Для того щоб розуміти, чому одні ядерні реакції відбуваються з поглинанням енергії, а під час інших енергія, навпаки, виділяється, необхідно знати про питому енергію зв’язку.

Питома енергія зв'язку f – це фізична величина, яка характеризує ядро певного нукліда й чисельно дорівнює енергії зв'язку, що припадає на один нуклон ядра.

f=E_зв/A

Зверніть увагу на графік залежності питомої енергії зв'язку ядер різних нуклідів від кількості нуклонів у ядрі (с.228)

6. Вчимося розв'язувати задачі.

Ознайомтеся з розв'язанням задачі с.228, та самостійно розв'яжіть вправи:

7. Фотозвіт своєї роботи надішліть вчителю