Sarcina electrică a nucleului

Acasă | Despre noi | feedback-ul

Miezul are o sarcină electrică pozitivă, care formează protoni. Numărul de protoni Z se numește sarcină nucleară, ceea ce înseamnă că este egală cu valoarea lui Ze Cl. unde e = 1,602 x 10 -19 Kl (4,8 x 10 -10 unități CGCE.) - valoare absolută sarcinii electrice elementar.

încărcătura nucleară a fost determinată în 1913 Moseley, care a măsurat folosind difracția pe lungimea cristalelor # 955; caracteristica lungime de undă cu raze X pentru un număr de elemente chimice ca urmare unul pe altul în sistemul periodic al elementelor. Măsurătorile au arătat că # 955; Schimbări discret de către un număr întreg Z, care coincide cu numărul de ordine al elementului și schimbat unitatea în timpul tranziției de la elementul la elementul adiacent din tabelul periodic și hidrogenul este egal cu unitatea. Moseley interpretează această valoare ca taxa pe nucleul și a constatat că (legea lui Moseley):

în cazul în care a și b - constante pentru această serie de raze X și nu depinde de elementul.

Legea Moseley definește element chimic încărcare nuclee indirect. experimente directe pentru măsurarea nucleii taxa pe baza legii lui Coulomb au fost îndeplinite Chadwick în 1920. În 1911, Rutherford, folosind legea lui Coulomb, a obținut o formulă

este posibil pentru a explica rezultatele experimentale ale imprastiere # 945; particule cu nuclee grele, care în cele din urmă a condus în 1911 la descoperirea nucleului atomic și crearea modelului nuclear al atomului. În Formula (1.2.2): N - numărul # 945; particule incidente pe unitatea de timp pe obiectiv; dN - cantitatea de împrăștiate pe unitatea de timp # 945, particule în unghiul solid d # 937; unghi # 952; ; Ze și n - taxa de nuclee de difuzie și de concentrare a acestora; v și m # 945; - viteza și masa # 945; particule. Montajul experimental este prezentat în Fig Chadwick. 1.2.1. difuzor # 945; particule sub forma unui inel (hașurată în figura 1.2.1) găzduit acceptabil și la distanțe egale între sursa și detectorul și # 945; D. Când măsurarea cantității de particule dN împrăștiate # 945; particulele de port se închide ecran în inel, care a absorbit fasciculul directă # 945, # 8209, particule de la sursa la detector. Detector înregistrat numai # 945, # 8209; particule dispersate într-un unghi solid d # 937; unghi # 952; la fasciculul incident # 945; particule. Apoi inel ecran suprapus cu o gaură, iar densitatea de curent a fost măsurat # 945 particule de la locația detectorului. Cu ajutorul datelor obținute a fost calculat numărul N # 945, # 8209; particule care cad pe un inel de la un moment dat. Astfel, dacă știm energia # 945; particule emise de sursa, valoarea Z în Formula (1.2.2) este determinată fără dificultate. O parte din rezultatele obținute de Chadwick, sunt prezentate în tabelul 1.2.1 și se lasă nici o îndoială cu privire la validitatea legii lui Moseley.

§1.3. masa de bază și masa atomică

masa a nucleului este una dintre caracteristicile sale cele mai importante. masa nucleului nuclid a compoziției (A, Z) budemoboznachat M (A, Z) sau M (A X), iar greutatea nuclid Mat respectiv.

În fizica nucleară, precum și în domeniul fizicii nucleare, utilizate pe scară largă unitate de masă atomică (uam). Pentru măsurarea masei:

1a.e.m. = = 1,6605 x 10 -24 g

În aceste unități,

proton repaus mp masa = 1,6726 x 10 -24 g = 1.0073 amu

neutron masa mn de repaus = 1,6749 x 10 -24 g = 1,0087a.e.m.

Se poate observa că 1 uam aproape de masa nucleon, care este foarte convenabil.

electroni masa mine este mult mai mică decât masa protonului, mp / mi = 1836.

masa nuclid, exprimată în unități atomice de masă, este o valoare relativă și se numește masa atomică. Masa atomică are o denumire specială Ar (a nu se confunda cu numărul de masă A!).

Se numește excesul de izotop greutate și este de mare importanță în fizică nucleară. Ecuația (1.3.3) exprimă distincția dintre masă atomică și număr de masă. Cu toate acestea, amploarea # 916; (A, Z) <<1 для всех нуклидов и поэтому даже для самых легких ядер атомная масса примерно равна массовому числу. Это послужило одной из причин выбрать пару чисел (A,Z) для идентификации состава ядра нуклида.

Comunicarea dintre masa unui corp și energia totală este dată de:

.

unde c = 2,998 × 10 octombrie cm / sec - viteza luminii în vid, - masa relativistă. Pe această bază, în fizica nucleară pentru a măsura masa, precum energia, este adesea electrovolti folosite (eV) și unitatea de energie derivată din aceasta:

1 keV (volți kiloelectron) = 10 3 eV

1 MeV (MeV) = 10 Iunie eV

1 GeV (GeV) = 10 septembrie eV.

Să ne amintim că 1 eV - energia achiziționată de încărcare elementară e prin trecerea lor o diferență de potențial de 1 V.

Stabilirea unei corespondențe între 1 uam 1 eV. Formula (1.3.4):

1a.e.m. = 1,6605 × 10 -27 × (2.998 10 8 x) 2 = 1,492 x 10 -10 J

și definiția unui electron volt:

1 eV = 1,602 x 10 -19 × 1 = 1,602 x 10 -19 J.

Astfel, din ultimele două relații

1 uam = ≈ 931,5 MeV,

În fizica nucleară nu sunt, de obicei mase nucleare și mase de nuclizi. Acest lucru se datorează faptului că este imposibil să se măsoare direct masa nucleelor ​​fără electroni asociate acestora, cu excepția cel mai ușor. nuclid Mass în acuratețea metodelor moderne de măsurare în masă egală cu masa nucleului și electroni care constituie atom, cu toate că, în principiu, izotop de masă este

unde # 931; qi - energia de legare a unui nucleu și electroni, # 931; qi ≈ Z eV × 13,6. Astfel, energia electronilor cu nucleul de aproximativ 10 de 7 ori mai mică decât masa radioizotop și practic nici un efect asupra masei.

Greutăți nuclides determinate folosind dispozitive numite spectrometre de masă. Aparate de spectrometru de masă Schema prezentată în Fig. 1.3.1. Sursa de ioni nuclides AI sunt ioni pozitivi, masa Mi care urmează a fi măsurat. Ionii cu sarcină electrică qi. alimentat printr-o gaură în câmpul electric generat de accelerare de aplicat între AI și U. diferența de potențial D1, după trecerea pe care ionii obține energie cinetică

și hrănite cu o viteză v într-un câmp magnetic spațial uniform și constant cu inducție B. vector care este perpendicular pe planul desenului și este direcționat către cititor. Un ion într-un câmp magnetic, forța Lorentz

care creează centripet accelerare v 2 / R. îndreptată spre punctul O. sub care ionul se va deplasa de-a lungul unui cerc cu raza R. Astfel,

Исключив из (1.3.6) и (1.3.8) скорость v. constatăm că valoarea absolută a masei de ioni

Circumferința raza dorită specificată R diafragmele poziția D1. D2 și D3. Prin selectarea valorilor de U și B sunt la incidentul fascicul de ioni pe colector K, care este fixat la curentul maxim de ioni pe colector. Astfel, se constată că se mișcă de ioni într-un cerc cu raza R este calculată și masa de ioni. Dacă se cunoaște multiplicitate ionizarea scăzând apoi greutatea cunoscută din greutatea totală a învelișului de electroni de ioni, se obține greutatea nucleu.