Следствия из опыта Резерфорда

1. Так как численное значение левой части Резерфорда можно было определить экспериментально, то можно было посчитать значение const, из которых z – величина, через которую выражается заряд ядра

это позволило ответить на вопрос – чему равен порядочный номер элемента в таблице Менделеева

1. 1 из 5 тысяч частиц

Из модели Резерфорда объяснение этого явления состоит в том, что присутствует параметр

Точка характеризуется тем, что на мгновение частица останавливается. Затем начинает движение в обратном направлении под действием Кулоновских сил.

Если обозначить, как , то потенциальная энергия равна:

;

Таким образом, размер ядра как минимум.

Он в десять тысяч раз меньше, чем размеры самого атома.

1. Попытки более точно измерить путем увеличения привели к тому, что при определенных значениях картина рассеивания - частиц резко менялась

Оказалось, что где-то вокруг ядра , что в природе существовали какие-то силы – ядерные силы.

Эти силы гораздо больше, чем электромагнитные силы.

Лекция№3

Ядерные массы

В 1907 году Томсон предложил идею по измерению таких вот масс. А реальный прибор по измерению массы ядер изобрел Астон и провел эксперимент в 1920 году

Оценивалась масса ионов. Брался источник ионов. Раскалялся метал. Из него вылетали ионы. На пути ионов были две металлические пластинки с прорезями. Допустим, что заряд у ионов q. Изобразим устройство внутреннего селектора:

Допустим, что заряд у ионов q есть селектор-разделитель. Внутри этого селектора есть 2 поля:

Однородное электрическое поле, когда ион попадает в область, где на него начинает действовать сила.

Однородное магнитное поле. Линии этого поля параллельные плоскости доски. На частицы, которые влетают в это поле, действует сила Лоренца.

Сила Лоренца определяется по правилу левой руки.

Сила не зависит от скорости. Из этого следует, что на любой ион она действует одинаково, независимо от скорости. А вот сила Лоренца зависит от скорости. Поэтому результатирующая сила будет направлена либо влево, либо вправо, в зависимости от скорости. При этом возможен случай, когда эти силы совпадают:

Влетает много ионов, а вылетают ионы со скоростью

Заряженные ионы со скоростью, кроме скорости

Из селектора вылетает с конкретной скоростью

Мы имеем случай движущихся частиц в однородном магнитном поле со скоростью (силы там перпендикулярны)

В этом случае траектория движения – окружность.

Сила Лоренца вызывает движение по окружности

R может быть измерено экспериментально

Так как мы определяем массу иона.

Аналогично образуется масса M.

Найдем массу ядра

Таким образом получается масса ядра.

Относительная погрешность измерения массы ядра достаточно мала (очень точна)

При измерении массы ядра было установлено, что порядок этой величины кг

Получим другой результат: оказалось, что если найденного экспериментально, разделить на , то для всех ядер всегда получается число очень близкое к целому числу.

Величина называется одноатомной единицей массы (а.е.м.)

- массовое число ядер

Таким образом, массовое число характеризует массу, но в массовых единицах

Для обозначения ядер используется химический символ того элемента, к которому это ядро принадлежит:

ядро атома кислорода

Оказалось, что на фотопластинке появляется не одна, а несколько полосок. Эти полоски разные по интенсивности и между ними разные расстояния. Это означает, что влетающие в прибор ионы (ядра), имеют разные массы. Такие ядра получили название изотопов.

Большинство ядер имеют 3-4 изотопа. Лидером является свинец – у него 22 изотопа.

Есть так же ядра, у которых нет изотопов, например, алюминий.

У кислорода пять изотопов:

У водорода три изотопа:

Изотоп принято обозначать протон (p)

Изотоп принято обозначать дейтрон (d)

Изотоп принято обозначать тритон (D)

По своим физико-химическим свойствам изотопы очень близки. У всех один элемент на орбите. Различают их там, где играет роль масса.

Лекция№4

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: