Прямое экспериментальное исследование строения атома впервые было проведено в 1911 г. Э. Резерфордом в опыте по прохождению альфа–частиц через тонкую металлическую фольгу. Картина рассеяния альфа–частиц свидетельствовала о том, что положительный заряд атома металла скон-центрирован в очень малой области с размерами меньше 10-12 см. Этот вывод послужил основой знаменитой резер-фордовской модели атома (рис. 1), согласно которой атом состоит из тяжелого положительного заряда – ядра малых размеров - и вращающихся вокруг него отрицательно заряженных электронов (2, 3(. Масса и линейный размер ато-ма находятся с помощью следующих соотношений:
Рис.1 Напомним также массу и заряд электрона: Мэл = 9,1·10-31 кг (масса); Qэл = 1,6·10–19 Кл (заряд).
Ядро Условная запись химического элемента выглядит следующим образом: ZХA , где
Ядро атома, по современным представлениям, состоит из протонов и нейтронов (рис. 2), которые имеют собира-тельное название - нуклоны. Они близки по массе (М прот = 1836 Мэл ; Мнейтр = 1845 Мэл). Вся масса атома (99,5 практически сосредоточена в его ядре Мяд = Мат – Z·Мэл Линейные размеры: ядра Rяд ( (10-15 - 10-14) м, атома - Rат ( 10-10м. Вещество в ядре обладает огромной плотностью: (ядра ( 145·10 15 кг/м 3. Ядро окружено рыхлым облаком электронов, образующих элек-тронные оболочки. Положительный заряд протона и отрица-тельный заряд злектрона одинаковы по абсолютной величине и равны е = 1,6·10 -19 Кл. Число протонов в ядре равно числу электронов в атоме и порядковому номеру элемента в таблице Д.И. Менделеева. Nпрот = Nэл = Z. Из опыта известно, что масса ядра меньше массы нуклонов, образующих ядро (2-5(. Эта разность масс называется дефектом массы. Выражение для дефекта массы ядра имеет следующий вид: (М = ( Мнукл ( Мяд. (М = Z·Мпрот + (А ( Z )·Мнейтр ( Мяд. При распаде ядра на нуклоны выделяется энергия, которая называется энергией связи: ((( (((,5·((, МэВ; (М = Z·МПРОТ + (А ( Z ) МНЕЙТР ( МЯД ; В микромире энергия измеряется в электрон-вольтах (эВ), а масса в атомных единицах массы (а.е.м.). Соотношение меж-ду указанными единицами и аналогичными единицами в макро-мире приведено ниже: 1 эВ = 1,60219·10–19 Дж; 1 а.е.м. = 1,66057·10-27 кг. Коэффициент 931,5 МэВ / а.е.м. получается следующим образом. В соотношении Эйнштейна: ((( С02·(( коэффициент пропорциональности С02 между энергией связи ядра и дефектом массы в системе СИ равен: С02 = (( / (( =8,9876·1016 Дж/кг. В атомной физике, где принято массу измерять в а.е.м., а энергию в эВ, этот коэффициент равен: С02 = 8,9876·1016·1,66057·10-27 / 1,60219·10–19 = 931,5 МэВ / а.е.м. Тогда формула Эйнштейна примет вид: ((( (((,5·((, МэВ / а.е.м., где (( – дефект массы ядра, а.е.м.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Атом» з дисципліни «Основи ядерної фізики та радіаційна безпека»
практически сосредоточена в его ядре Мяд = Мат – Z·Мэл 