Задание по физике 21 гр. 15.12.20.

Задание по физике 21 гр. 15.12.20.

Тема урока: Решение задач по теме «Атомное ядро. Естественная радиоактивность»

Цель занятия: повторить материал, связанный со строением атома, атомного ядра, научиться определять энергию связи между частицами в ядрах атомов, записывать ядерные реакции, находить продукты радиоактивных превращений.

Для этого нам нужна таблица Менделеева, табличные значения масс частиц, входящих в состав атома.

1).Известно, что атом - наименьшая частица химического элемента, обладающая всеми его свойствами. Атом состоит из ядра, в котором находятся нейтроны и протоны и электронов - отрицательно заряженных частиц, которые движутся вокруг ядра по орбитам. При этом нужно помнить, что число электронов в атоме всегда определяется порядковым номером элемента в таблице Менделеева. Например, если кислород находится на 8 месте, то у него восемь электронов. Так как атом в целом электрически нейтрален и заряд электронов равен заряду протонов, то число протонов в ядре всегда равно числу электронов: Ze=Zp, поэтому в ядре атома кислорода восемь протонов: Zp=8. Чтобы найти число нейтронов в ядре нужно вспомнить, что протоны и нейтроны вместе определяют атомную массу ядра атома и А= Zp + N, _.где N_.- число нейтронов. Так как атомная масса кислорода составляет 16, то число нейтронов в атоме кислорода N= 16-8=8. Таким образом в атоме кислорода 8 протонов, 8 нейтронов и 8 электронов.

Задание1. Определим число частиц в атомах урана ₉₂U²³⁸ Решение: У атома урона порядковый номер 92, а атомная масса 238. Тогда: Ze = 92 - число электронов

Zр = 92 – число протонов т.к.Ze=Zp

N = А- Zp =238 - 92= 146 нейтронов.

Задание 2. Определим энергию связи между протонами и нейтронами в ядре атома урана.

Для этого воспользуемся формулой : Есв= Δm·c², где

с= 3·10⁸м/с – скорость света; Δm - дефект массы, который рассчитывается по формуле: Δm =( Zp·m_Р + N·m_N) – m_Я1а.е.м. = 931,5 МэВ/с² - одна атомная единица массы Так как m_Р = 1,00728 а.е.м., а нейтрона m_N =1,00866 а.е.м., масса ядра атома урана m_Я= 238.12376а.е.м. –из таблицы Менделеева, то Δm = ( 92·1,00728+ 146·1,00866) – 238,12376 = (92,66976+147,26436) -238,12376 = 5,81 а.е.м.= 5,81· 931,5 МэВ/с² =5407,8 МэВ/с²

Есв= Δm·c²=5407,8 МэВ/с²·с²=5407,8 МэВ - энергия связи между протонами и нейтронами в ядре урана. Результат можно получить в Дж.

1 МэВ = 1,6·10^-13 Дж

2).Рассмотрим естественную радиоактивность - самопроизвольное превращение ядер атомов радиоактивного вещества, сопровождающееся – излучением.

Вспомним, что –излучение - поток положительно заряженных частиц- ядер атомо гелия ₂He⁴ - излучение - поток быстрых электронов - _-1е⁰

Посмотрим, во что превратятся ядра уран ₉₂U²³⁸ при – распаде. Для этого составим уравнение ядерной реакции:

₉₂U²³⁸ ₂He⁴ + _Z Х^A,где _Z Х^A – ядро неизвестного химического элемента.

Для того, чтобы определить, какое новое ядро появилось , воспользуемся законом сохранения зарядовых и массовых чисел.

По закону сохранения заряда (нижние индексы в обозначении ядер):

92= 2+ Z, откуда Z=90

По закону сохранения массы (верхние индексы) : 238=4+ А, откуда А=234

Таким образом, в результате – распад получилось новое ядро с порядковым номером на2 клеточки ближе у к началу таблицы Менделева на 2 клеточки - ядро атома тория ₉₀Th²³⁴

При – распаде обрвазуются ядра нового химического элемента, расположенного на 1 клеточку ближе к началу таблицы Менделева. (правило смещения при - распаде)

₉₂U²³⁸ ₂He⁴ +₉₀Th²³⁴

Аналогично при - распаде : ₉₂U²³⁸ _-1е⁰ + _Z Х^A

По закону сохранения заряда (нижние индексы в обозначении ядер):

92= -1 + Z, откуда Z+ 92+1= 93 – порядковый номер нового ядра - это нептуний Np

По закону сохранения массы (верхние индексы) : 238=0+ 238

Таким образом :₉₂U²³⁸ _-1е⁰ + ₉₃Np²³⁸

12 Следующая ⇒