Визначення з атомної та квантової фізики, об'єднання вчителів санктрпетербурга

АБСОЛЮТНО ЧОРНЕ ТІЛО - тіло, яке при будь-якій температурі повністю поглинає все падаюче на нього електромагнітне випромінювання незалежно від спектрального складу. Випромінювання А.ч.т. визначається тільки його абсолютною температурою і не залежить від природи речовини.

АКТИВНІСТЬ (джерела радіоактивного випромінювання) - фізична величина, що дорівнює відношенню загального числа розпадів радіоактивних ядер нуклида в джерелі до часу розпаду. Одиниця А.і. в СІ - бекерель.

АЛЬФА-ПРОМЕНІ - потік альфа-частинок, один з видів радіоактивного випромінювання атомних ядер.

АЛЬФА-РАСПАД - процес випускання альфа-частинок при мимовільному радіоактивному розпаді атомних ядер.

АЛЬФА-ЧАСТИНКИ - ядра атома гелію, що випускаються деякими нуклідами і складаються з двох протонів і двох нейтронів.

Анігіляції - процес перетворення частки і відповідної їй античастинки в фотони - кванти електромагнітного поля або інші частинки - кванти фізичних полів іншої природи. Існує зворотне явище - народження пар.

АТОМ - найменша частинка хімічного елемента, яка є носієм його хімічних властивостей. А. складається з позитивно зарядженого ядра і негативно заряджених електронів, що рухаються в кулонівському полі ядра (описується законами квантової механіки). Розміри А. близько 10 -10 м, енергія зв'язку зовнішніх електронів в А. близько 10 еВ.

АТОМНА ОДИНИЦЯ МАСИ - одиниця маси, що дорівнює 1/12 маси ізотопу вуглецю з масовим числом 12. 1 а.е.м. = 1,6. 10 -27 кг. Застосовується в атомній і ядерній фізиці.

АТОМНА МАСА - маса атома, виражена в атомних одиницях маси.

Бета-ПРОМЕНІ - потік бета-частинок (електронів або позитронів), що випускаються атомними ядрами при їх бета-розпад.

Бета-РАСПАД - процес радіоактивного перетворення атомних ядер, в якому ядра випускають електрони і антинейтрино (β -) або позитрони і нейтрино (β +) розпади. Обумовлений слабкою взаємодією і пов'язаний з взаємним перетворенням нейтронів і протонів в атомних ядрах.

БОРА ПОСТУЛАТИ - основні допущення, введені без докази Н.Бором. і покладені в основу БОРА ТЕОРІЇ: 1) Атомна система стійка тільки в стаціонарних станах, які відповідають дискретної послідовності значень енергії атома. Кожна зміна цієї енергії пов'язано з переходом атома з одного стаціонарного стану в інший. 2) Поглинання і випромінювання енергії атомом відбувається за законом, згідно з яким пов'язане з переходом випромінювання є монохроматичним і володіє частотою ν: h ν = Ei -Ek. де h -Планка постійна. а Ei і Ek - енергії атома в стаціонарних станах.

БОРА ТЕОРІЯ - перша квантова теорія атома, створена в 1913р. Н.Бором. Заснована на ядерній моделі атома, Бора постулатах і припущенні, що для опису електронів в стаціонарних станах застосовні закони класичної механіки. Передувала квантовій механіці.

Взаємодія з іншими лікарськими елементарних частинок - взаємні впливи елементарних частинок, що визначають зміни їх станів і взаємоперетворення. Види: сильне, електрослабкої (електромагнітне і слабке), гравітаційне.

ВІЛЬСОНА КАМЕРА - прилад для спостереження рухомих з великою швидкістю електрично заряджених мікрочастинок, заснований на конденсації перенасичених парів. Винайдено в 1912 р Ч.Т.Р.Вільсоном.

ГАММА-ВИПРОМІНЮВАННЯ - короткохвильове електромагнітне випромінювання з довжиною хвилі менше 0,1 нм, що виникає при розпаді радіоактивних ядер і елементарних частинок, взаємодії швидких заряджених частинок з речовиною, а також при анігіляції електронно-позитронних пар.

Головного квантового числа (n - номер орбіти) - квантове число, що визначає можливі значення енергії атома водню в стаціонарних станах:. де h -Планка постійна; R -Рідберга постійна. Г.к.ч. n приймає цілі позитивні значення 1,2,3.

ДЕФЕКТ МАС - різниця між масою атома і масою всіх нуклонів ядра у вільному стані. Зазвичай вимірюють в атомних одиницях маси (а.е.м.) Іноді Д.м. називають величину. де E-енергія зв'язку; с - швидкість світла.

ДОЗА ВИПРОМІНЮВАННЯ - фізична величина, що дорівнює відношенню енергії іонізуючого випромінювання, що поглинається речовиною, до маси цієї речовини: Дозволяє оцінити радіаційну небезпеку. Одиниця Д.І. в СІ - грей.

Зарядовим числом - фізична величина, що дорівнює числу протонів в атомному ядрі і числа електронів в нейтральному атомі. Збігається з атомним номером хімічного елемента. При цьому електричний заряд ядра дорівнює Ze. де Z - з.ч. а e - елементарний електричний заряд. Зазвичай вказується зліва внизу у символу хімічного елемента (напр.) Cр.массовое число.

ВИПРОМІНЮВАННЯ - 1) І. хвиль і частинок - процес випускання звукових хвиль джерелами звуку, радіохвиль - антенами, світла і рентгенівських променів - атомами і молекулами, α -, β-частинок і γ-променів атомними ядрами. 2) Самі ці хвилі і частинки як рухомі об'єкти. (Див. Альфа-промені, Бета-промені і т.д.)

Ізобарах - атоми різних хімічних елементів, що мають однакові масові числа. Ядра І. містять різні числа протонів, але загальна кількість нуклонів (протонів і нейтронів) в ядрі у них однакове. Ср.Ізотопи.

Ізотопи - різновиди атомів одного хімічного елемента, що відрізняються масою. Містять однакове число протонів, але різняться числом нейтронів і займають одне і те ж місце в періодичній системі елементів. Пор. ізобари.

Іонізуючого випромінювання - потоки елементарних частинок і квантовелектромагнітного випромінювання. проходження яких через речовину призводить до іонізації і збудження атомів або молекул цієї речовини.

КВАНТ ЕНЕРГІЇ - кінцеве кількість енергії, яке може випромінювати або поглинути мікросистема (атом, молекула, атомне ядро ​​і т.д.) в окремому акті зміни її стану, тобто пріквантовом переході.

КВАНТОВА МЕХАНІКА - фізична теорія, що встановлює спосіб опису і закони руху мікрочастинок (електронів, атомів, молекул і т.д.) в заданих зовнішніх полях (напр. Електронів в кулонівському полі атомного ядра). Закони К.м. мають імовірнісний характер.

КВАНТОВІ ЧИСЛА - цілі або напівцілим (тобто відрізняються від цілого на 1/2) числа, що визначають можливі дискретні числові значення енергії, імпульсу і моменту імпульсу системи (атома, молекули), яка описується законами квантової механіки.

КВАНТОВИЙ ГЕНЕРАТОР - джерело монохроматичного когерентного електромагнітного випромінювання, дія якого заснована на використанні явища вимушеного випромінювання. Випромінювання К.Г. характеризується високоюмонохроматичністю, когерентністю, вузькою спрямованістю і значною потужністю. Залежно від діапазону електромагнітного випромінювання розрізняють два види К.Г. лазер і мазер.

КВАНТОВИЙ ПЕРЕХІД - стрибкоподібний перехід квантової системи (атома, молекули і т.д.) з одного рівня енергії на інший. При переході з більш високого рівня на більш низький система випромінює енергію, а при зворотному переході її поглинає. Випромінювання і поглинання енергії відбувається квантами (порціями) енергії. См.Бора постулати.

КРИТИЧНА МАСА - найменша маса ядерного пального (урану, плутонію), при якій відбувається ядерна ланцюгова реакція.

МАСОВЕ ЧИСЛО - загальне число нуклонів (протонів і нейтронів) в атомному ядрі; одна з основних характеристик атомного ядра. Зазвичай вказується зліва вгорі у символу хімічного елемента (напр. 4 He,). Ср.зарядовое число.

Нейтрино - електрично нейтральна елементарна частинка з дуже малою масою спокою, нульовим магнітним моментом і спіном 1/2. Бере участь тільки в слабкій взаємодії і має дуже велику проникаючу здатність.

Нейтронів - електрично нейтральна елементарна частинка. Разом з протоном входить до складу атомних ядер. У вільному стані н. нестійкий: розпадається на протон, електрон і антинейтрино (період напіврозпаду приблизно 1000С). См.нуклон. ядерні сили.

Нуклонів - загальна назва протона і нейтрона. тобто частинок, з яких складаються атомні ядра. Протони і нейтрони схожі за своїми властивостями (див. Ядерні сили) і тому можуть розглядатися як два різних зарядових стану однієї і тієї ж частинки - нуклона.

Період напіврозпаду - час, протягом якого кількість нестабільних частинок зменшується вдвічі. Одна з основних величин, що дозволяють описати поведінку радіоактивних речовин.

ПЛАНКА ПОСТІЙНА. квант дії (h) - одна з основних фізичних постійних, що відображає специфіку фізичних законів мікросвіту і грає фундаментальну роль в квантовій механіці. h = 6,63. 10 -34 Дж. С. Часто п.п. називають величину 1,05. 10 -34 Дж. С.

ПОЗИТРОН - елементарна частинка з масою, що дорівнює масі електрона, позитивним елементарним електричним зарядом і спіном, рівним 1/2. Античастинка електрона.

ПРОТОН - стабільна елементарна частинка з позитивним елементарним електричним зарядом і спіном 1/2. Разом з нейтронами входить до складу атомних ядер всіх хімічних елементів. У нейтральному атомі кількість протонів дорівнює кількості електронів. Кількість протонів визначає атомний номер елемента в таблиці Менделєєва.

РАДІОАКТИВНІСТЬ - явище самовільного перетворення нестійких ізотопів хімічного елементу в інші ізотопи (зазвичай іншого елемента), що супроводжується випусканням елементарних частинок, атомних ядер і жорсткого електромагнітного випромінювання. Розрізняють природну р. (Ізотопів, що існують в природі) та штучну р. (Ізотопів, одержуваних при ядерних реакціях).

РЕАКТОР ЯДЕРНУ - пристрій, в якому відбувається керована ланцюгова реакція поділу ядер. Див. Ядерний реактор.

СИЛЬНА ВЗАЄМОДІЯ - один з видів взаємодії елементарних частинок, що характеризується найбільшою інтенсивністю і притаманний усім адронів. С.в. обумовлені ядерні сили і ін. Пор. гравітаційне, слабке і електромагнітне взаємодії.

СЛАБКА ВЗАЄМОДІЯ - один з видів взаємодії елементарних частинок, що характеризується мінімальною (не рахуючи гравітаційного) інтенсивністю. Притаманне нейтрино і всім елементарних частинок, крім фотона. С.в. відповідально за α розпад, за багато розпади елементарних частинок і ін. а також за всі процеси взаємодії нейтрино з речовиною. Пор. гравітаційне, сильне. електромагнітне взаємодії.

Термоядерні реакції - реакції злиття легких атомних ядер, в результаті яких утворюються більш важкі (реакція синтезу ядер), що відбуваються при надвисоких температурах (близько 10 7 До і більше). Супроводжуються виділенням величезної кількості енергії. Напр. при повному перетворенні 1 кг водню в гелій виділяється 8. 10 14 Дж. тобто приблизно в 10 разів більше, ніж при розподілі 1 кг 235 U і в 2. 10 7 разів більше, ніж при згорянні 1 кг бензину. У природних умовах т.р. відбуваються на сонці і зірках, штучна т.р. отримана поки лише в формі некерованою реакції при вибуху водневої бомби. Див. Керований термоядерний синтез.

РІВНІ ЕНЕРГІЇ - можливі значення енергії атома, молекули або ін. Квантової системи. Утворюють енергетичний спектр системи (безперервний, дискретний або змішаний). Припущення про існування У.Е. для атомів вперше зроблені в 1913 р Н. Бором (см.Бора постулати) і потім підтверджені експериментально в Дослідах Д.Франко і Г.Герца.

Прискорювач заряджених частинок - установки для отримання спрямованих пучків електронів, протонів, легких атомних ядер і ін. З енергією від сотень кеВ до сотень ГеВ. Використовуються в ядерній фізиці і фізиці високих енергій для дослідження характеру різних взаємодій і структури мікрочастинок, а також в промисловості (отримання ізотопів, дефектоскопія, стерилізація харчових продуктів) і медицині.

ЕЛЕМЕНТ ХІМІЧНИЙ - сукупність атомів з однаковим зарядом ядра і, отже, з однаковим числом електронів. Основні характеристики - атомний номер і атомна маса. Відомо 113 елементів, 25 з них отримані штучно. Взаємозв'язок Е.Х. відображена в періодичній системі елементів Менделєєва.

ЕЛЕМЕНТАРНІ ЧАСТИНКИ - найпростіші структурні елементи матерії, про які на сучасному рівні не можна сказати, що вони є простим з'єднанням інших частинок. Кожній е.ч. (За винятком "істинно нейтральних" фотона і деяких мезонів) відповідає своя античастинка. Взаємодія пари частинка - античастинка призводить до анігіляції. При вивченні взаємодії е.ч. особливу роль грають збереження закони.

ЕНЕРГІЯ СПОКОЮ - енергія тіла (частки) в системі, щодо якої тіло (частка) спочиває. Е0 = m0 c 2. де m0 - маса спокою частинки.

ЕНЕРГІЯ ЗВ'ЯЗКУ - різниця між енергією пов'язаної системи частинок і сумарною енергією цих частинок у вільному стані. Для стійких систем негативна.

ЯДЕРНА ЛАНЦЮГОВА РЕАКЦІЯ - реакція поділу важких атомних ядер під дією нейтронів, в кожному акті якої число нейтронів зростає, так що може виникнути самоподдерживающийся процес ділення. Супроводжується виділенням величезної кількості енергії (200 МеВ на кожне ділиться ядро ​​урану або плутонію).

ЯДЕРНА ЕНЕРГЕТИКА - галузь енергетики, що займається перетворенням ядерної енергії в інші види енергії з метою практичного застосування.

Ядерна енергія. атомна енергія - внутрішня енергія атомного ядра, пов'язана з рухом і взаємодією утворюють ядро ​​нуклонів. Можливі два способи отримання Я.Е. здійснення ядерної ланцюгової реакції поділу важких ядер або термоядерної реакції синтезу легких ядер.

ЯДЕРНА ПАЛЬНЕ - 1) природне Я.Г. - ізотоп 235U (урану-235). 2) вторинне Я.Г. - штучно одержуваний в ядерному реакторі ізотоп 239 Pu (плутоній-239) і ізотоп урану 233 U (уран-233).

Ядерні РЕАКЦІЇ - перетворення атомних ядер, зумовлені їх взаємодією з елементарними частинками або між собою. Я.Р. зазвичай відбуваються при бомбардуванні важких атомних ядер більш легкими ядрами або частками. Використовуються для вивчення будови і властивостей атомних ядер, отримання ядерної енергії та радіоактивних ізотопів.

Ядерні СИЛИ - взаємодії між нуклонами в атомних ядрах визначають (разом з електромагнітними силами) будова і властивості ядер. Виявляються лише на відстанях порядку 10 -15 м і не залежать від заряду нуклонів. См.сільное взаємодія.

ЯДЕРНУ ВИБУХ - надзвичайно швидке виділення величезної кількості енергії в результаті ланцюгової ядерної реакції або термоядерної реакції.

ЯДЕРНИЙ РЕАКТОР. атомний реактор - пристрій для здійснення і підтримки керованої ланцюгової ядерної реакції поділу ядер важких елементів.

ЯДРО АТОМНА - позитивно заряджена центральна частина атома, у якій зосереджена майже вся його маса. Заряд ядра і атомний номер визначаються числом протонів, а атомна маса - сумарним числом нуклонів (протонів і нейтронів) в ядрі. Розміри важких ядер досягають 10 -14 м. Щільність ядерного в-ва 10 17 кг / м 3.