Атомная физика

1. Основы атомной физики
2. Термоядерные реакции в атомной физике
3. Построение современной атомной физики

Атомная физика возникла на границе XIX и XX века на основе множественных изучений принципов построения газообразных веществ, открытия радиоактивного излучения и электрона. Опыты, проводимые вначале XX столетия, установили, что атом является структурой из положительного заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. Атомная физика начала собственное формирование в связи с рождением квантовой механики, которая объяснила состав атома.

На начальной стадии формирования атомная физика работала прежде всего над установлением построения атома, а также изучением атомных свойств. Научные опыты британского физика новозеландского происхождения Эрнеста Резерфорда по рассеянию микроэлементов, которые он осуществил 1911 года, доказали существование в атомах положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов вокруг него. На базе данных опытов Эрнест Резерфорд разработал планетарную модель атома.

Применяя данную концепцию, датский физик-теоретик и общественный деятель, один из создателей современной физики Нильс Хенрик Давид Бор 1913 года предусмотрел, что электрон имеет возможность вращаться не произвольно, а на чётко конкретных орбитах, не изменяя собственной энергии сколько угодно длительное время.

Атом является цельной структурой альфа-частиц, которые заряжены электрически. По этой причине особенности атома формируются чаще всего электромагнитными связями меж частицами, которые функционируют на дальности ориентировочно 10-8 сантиметров и энергией примерно 1 электронвольта.

Дальнейшие исследования свойств электронов и атомов закончились созданием квантовой механики, возникшей в начале XX века, и описывающей физические процессы, в которых действие сравнимо по величине с постоянной константой Планка.

Не нашли то, что искали?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип работы Выберите тип работыКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Квантовая механика является теоретическим продлением атомной физики и осуществляет миссию многофункционального «экспериментального полигона» практически для каждой научной области деятельности. Заключения и концепции квантовой механики, чаще всего нет возможности скоординировать с настоящей ежедневной практикой.

Основы атомной физики

Для того, чтобы понять, что изучает атомная физика надо уяснить основные положения, которые применяются физиками при проведении опытов.

Знания построения атома предоставят возможность гораздо правильнее воспринять термин «радиоактивность». Атомное ядро складывается из нейтронов и протонов, объединяющиеся всеобщим названием – нуклоны.

В нейтральном веществе количество протонов в ядре соответствует количеству существующих электронов в оболочке. Атомный номер сравнивают с показателем всех нуклонов, находящихся в ядре и заряде атома.

Атомы с однородной структурой химического элемента имеют аналогичную массу атома, которая примерно в 1840 раз превышает массу непосредственно электрона. Так как масса электрона очень мала, то этой массой пренебрегают, атомная масса считается равной массе ядра.

На современном этапе физики рассматривают несколько типов радиоактивных трансформаций ядер, сопровождающиеся различными типами ионизирующих излучений:

• альфа-распад – характерен для ядер тяжёлых химических элементов. Внутри тяжёлых ядер за счёт свойства насыщения ядерных сил возникают обособленные альфа-частицы, состоящие из двух протонов и двух нейтронов. Образовавшаяся альфа-частица подвержена большему действию кулоновских сил отталкивания от протонов ядра, чем отдельные протоны.
• бета-распад – это проявление слабого взаимодействия. Бета-распад (точнее, бета-минус-распад) – это радиоактивный распад, сопровождаемый испусканием из ядра электрона и электронного антинейтрино. Бета-распад является внутринуклонным процессом.
• позитронный fi-распад – предоставляет возможность искусственным радионуклидам получить позитрон, который представляет собой элементарную частицу, обладающую положительным зарядом.
• к-захват – допускает ещё один тип радиоактивных превращений, который целиком захватывает электрон с ближайшей к ядру К-оболочки при избытке протонов в ядре атома.

Следует заметить, что деление атомов тяжёлых химических элементов довольно непростой процесс, характерный исключительно для атомных ядер со значительной массой, таких элементов как 239Pu, 235U и прочие. В итоге деятельности методик атомной физики возникают ядра лёгких элементов со значительным энергетическим потенциалом, а также чрезмерным числом нейтронов.

Термоядерные реакции в атомной физике

Не считая стабильных естественных превращений, в атомной физике есть возможность искусственной трансформации веществ (изотопов трития и водорода дейтерия) в ядра более тяжёлых химических элементов. Данные явления используются при разрыве термоядерной бомбы, когда цель спускового инструмента с большой температурой состоит в придании значительной кинетической энергии лёгким элементам структуры.

По прошествии функции запуска плутониевого запала образовываются требуемые условия неконтролируемой термоядерной реакции, сопровождаемой выделением огромных энергетических потоков гамма-лучей. Большая плотность ионизации у этих частиц минимальна, масса и заряд отсутствуют, поэтому протяженность пробега у них очень значительная и имеет возможность доходить в воздухе до значительных расстояний, которые исчисляются несколькими сотнями метров. Исследование скорости и интенсивности радиоактивности ядер позволило учёным указать на весомую закономерность.

Построение современной атомной физики

Формирование теорий нынешней атомной физики вначале XX века предшествовали открытия электрона и радиоактивного излучения, во всех отношениях опровергшие принципы о нераздельности атома. Ключевой сенсацией в атомной физике было открытие британского физика новозеландского происхождения Эрнеста Резерфорда, в соответствии с которым атомные элементы имеют небольшие сравнительно с иными химическими частицами величины.

Сложно разобраться самому?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип задания Выберите тип заданияКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Но соответственно с теоретическими знаниями традиционной электродинамики данный тип атома был бы неустойчивым, поскольку электроны беспрерывно испускали бы огромную электромагнитную энергию и рухнули бы на ядро за мизерный промежуток времени.

1913 года, датский физик-теоретик и общественный деятель Нильс Хенрик Давид Бор презентовал научному миру теорию устойчивого атома, основывающуюся на эмпирически рассчитанных им квантовых утверждениях:

• атом довольно стабилен и не излучает электромагнитную энергию;
• атом имеет возможность полновесно действовать исключительно при дискретных стационарных ситуациях, которые характеризуются определёнными внутренними энергиями;
• переходы меж естественными состояниями атома проистекают импульсивно, в итоге, атомное ядро поглощает конкретную долю электромагнитной энергии.

Теория атома Нильса Бора дала объяснения не исключительно устойчивости атома, а также линейности атомных явлений, которые наблюдались в оптических и рентгеновских методиках. Для более скрупулёзной формулировки всевозможных дискретных величин энергетической интенсивности атома водорода, Нильс Бор применил описания перемещений электрона, а также расчёты его мощности традиционными формулами электродинамики. 1925 года в данную гипотезу была включена очередная физическая величина – спин электрона, к которому непосредственно относят магнитный момент электрона.

Начиная с 30-х годов XX столетия выяснилось, что в атомной физике функционирует не электромагнитное излучение, а особенный вид действия – большое притяжение. Впоследствии физика ядра атома отделилась в независимый раздел науки – ядерную физику. Начиная с 50-х годов прошлого века появилось новое направление – физика элементарных частиц и плазмы.

Нынешняя атомная физика заключается из теоретических и испытательных методик изучения важнейших атомных спектров в рентгеновской и оптической форме. Атомная физика предоставляет возможность извлекать действительные формулировки энергий постоянных состояний, принципов передвижения и иных свойств структуры атомных частиц, а также исследует инструменты их внутренних явлений.