Атомная физика, формулы

1. Основы атомной физики
2. Энергия взаимосвязи атомных ядер
3. Ядерная физика в химии

В состав атомной физики в обязательном порядке входит теория элементарных частиц, а также относят методики и технику ускорителей положительно заряженных частиц и ядерную энергетику. Ключевым многосоставным компонентом в данном направлении считается нейтронная физика.

Важно, что структура и свойства атома как системы, слагающейся из ядра и электронов, а также характеристики испускательных и безызлучательных элементарных явлений, которые протекают на данном уровне, определяются электромагнитным взаимодействием.

Создание современной атомной физики, как научного направления, непосредственно взаимосвязано с открытиями радиоактивности в 1896 года, а также открытием электрона в 1897 году. Данные открытия образовали основание для построения моделей атома как структуры взаимосвязанных электрически заряженных частиц. Важной стадией формирования атомной физики стало открытие британским физиком Эрнестом Резерфордом в 1911 году атомного ядра, а также исследование атома на базе квантовых представлений датским физиком-теоретиком Нильсом Хенриком Давидом Бором в 1913 году.

К основным формулам атомной физики можно отнести следующие формулы и уравнения:

Основы атомной физики

Как правило, в макроскопических теориях разные характеристики веществ, такие как, к примеру, плотность, проводимость, диэлектрическая проницаемость, коэффициент поверхностного натяжения и так далее, вводятся феноменологически. Целью микроскопической теории является научиться рассчитывать эти и множество иных свойств. Для чего требуется научиться осуществлять описание строения атомов и молекул, их взаимосвязь между собой, в том числе, с внешними (прежде всего электромагнитными) полями. В сущности, в данном микроскопическом мире атомно-молекулярных масштабов законы классической физики уже не действуют.

На сегодняшний день атомная физика условно делится на экспериментальную и теоретическую часть. Экспериментальная часть использует такие методики для исследований, как ключевые ускорители положительно заряженных частиц, разные детекторы частиц и ядерные реакторы разной мощности.

Опытный тип атомных явлений исследует модели сложного построения атома, а также атомные реакции, основываясь на основополагающих физических теоремах, созданные физиками-теоретиками в ходе исследований характеристик микроскопического мира.

Одной из основных формул атомной физики является закон радиоактивного распада, который определяется вышеуказанным уравнением:

\(N = N_0* 2^{t\over T} = N_0e^{- \lambda T} \)

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

Ядра всех атомов физики разделяют на два объемных класса: радиоактивные и стабильные. Поскольку ядра, обладающие стабильностью полностью независимы, то они могут неконтролируемо осуществлять распад, преобразовываясь в ядра иных химических элементов. Данные трансформации атомов проходят, как правило, с ядрами, обладающими стабильностью при их плотной и системной взаимосвязи между собой и с разными микроскопическими частицами.

Среднее время жизни радиоактивного ядра описывается следующей формулой.

\(\gamma = {1 \over \lambda}\)

А время жизни атома сильно зависит от величины энергии первоначального состояния. Сильно возбужденные состояния (для них значение начальной энергии электрона лишь немного меньше нуля) могут жить достаточно долго.

Активность ядер физиками описывается в соответствии со следующим уравнением:

\(А_{яд} = {N \over T}\)

Где:

• \(A_{яд}\) – активность ядер.
• N – количество ядер;
• T – период полураспада.

В атомной физике особенный интерес проявляется излучающей и поглощающей способности частиц, поскольку данные явления осуществляются постоянно, а также постоянно преобразовываются в различную энергию.

Ученые устанавливают поглощенную дозу излучения следующей формулой:

\(D_и ={E_{пэ} \over m_в}\)

Где:

• \(D_и\) – поглощенная доза излучения;
• \(E_{пэ}\) – поглощенная энергия излучения;
• \(m_в\) – масса самого облучаемого вещества.

Энергия взаимосвязи атомных ядер

Параметр, требуемый для стопроцентного распада ядра на самостоятельные нуклоны, принято воспринимать в атомной физике как постоянную энергию взаимосвязи. К окончанию XIX века в обществе предложена нестабильность элементарных частиц. К данным частицам физики причислили атомные соединения полония, радия, а также урана.

Исследование данного процесса радиоактивности производили многие известные физики, в частности:

• Французский физик, один из первооткрывателей радиоактивности, член Французской Академии наук, лауреат Нобелевской премии по физике Пьер Кюри.
• Польская и французская ученая-экспериментатор в области физики и химии Мария Склодовская-Кюри, являющаяся одной из открывателей радиоактивности, а также автором термина «радиоактивность».
• Британский радиохимик Фредерик Содди, являющийся соавтором теории радиоактивного распада.
• Английский физик Эрнест Резерфорд; 1-й барон Резерфорд Нельсонский, доказавший существование в атомах положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов вокруг него.
• Французский физик Антуан Анри Беккерель, один из открывателей радиоактивности.

В ходе продолжительных экспериментов и анализов было установлено, что радиоактивные вещества могут осуществлять испускание частицы трех видов излучения. Сущность этих излучений достаточно уникальна и многообразна. Это многофункциональные электромагнитные волны, длина которой составляет от 10-8 до 10-11 сантиметров. Данные волны перемещаются со скоростями, приближенными к скорости волны света.

Одновременно при данных преобразованиях образовывается очень большое количество энергетического потенциала, а также возникает вещество совсем нового вида. Данное вещество обладает совсем другими химическими и физическими характеристиками, отличаясь от изначального объекта.

Это вещество периодически бывает радиоактивным, а также при этом преобразовывается в иное вещество. Следовательно, радиоактивный распад предусматривает произвольное преобразование одних ядер в другие, и сопровождается системным испусканием различных частиц.

Причиной радиоактивного распада атомов считается превышение числа протонов либо нейтронов сравнительно с оптимальным составом ядра, асимметрия. α-структура ядер поясняет причины и энергетический баланс всех видов радиоактивного распада, который современная физика именует спонтанным и самопроизвольным.

Ядерная физика в химии

Итоги и методики исследований в ядерной физике получили широкое распространение не только в некоторых направлениях физики. Они успешно используются в химии, биологии, геологии, технике, медицине и так далее. Становление ядерной физики вызвало потребность разрешения проблемных вопросов, взаимосвязанных с влиянием радиоактивного излучения на природную среду и человека. Это подтолкнуло к формированию различных научных направлений, связанных с ядерной физикой.

Ключевым применением радионуклидов и радиоактивного поглощения в химии является область исследований и наблюдений более качественной и количественной структуры химических веществ. Данное направление в научной деятельности обрело наименование радио аналитическая химия. До выявления искусственной радиоактивности число радионуклидов, подходящих для использования в обыкновенном исследовании, было очень лимитировано. Но со временем разрабатывались иные многофункциональные методики, базирующиеся на измерении непосредственно радиоактивности, в то же время, естественные компоненты использовались только в качестве реагентов, взаимно связанных с иными веществами.

Намного обширнее радионуклиды стали применяться в наблюдениях исключительно после совершенной наладки изготовления требуемых неестественных радионуклидов в ядерных явлениях, что придало отличный импульс к формированию радио аналитической химии. Это научное направление, появившееся на пересечении аналитики и практической радиационной химии, использует исключительно атомные свойства определенных нуклидов при исследованиях вещества в числительном и качественном плане.

Методики радио аналитической химии предоставляют помощь ученым четко установить компоненты, определяя и осуществляя измерения характерное неустойчивое рентгеновское излучение. К тому же, данный процесс имеет возможность поглощения как непосредственно исследуемого вещества, так и его радиоактивный изотоп.

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

Изотопы, в большинстве случаев, существуют в химическом веществе, либо же добавляются к данному веществу из-за активизации. Помимо этого, в полной мере возможен случай, когда излучение образуется на основании разных процессов, которые возникают с физическим объектом (поглощение, отображение, рассеивание и так далее). Подтверждено опытным путем, что интенсивность излучения находится в зависимости от насыщенности изучаемого вещества.

По данной причине, большая активность использования радио аналитических методик просматривается в количественных исследованиях. Изредка данные методики применяются при радиохимических качественных исследованиях, не предоставляющем возможность определения первоисточника излучения по периоду непосредственно полураспада, энергетического потенциала, а также виду распространяемого излучения.

Методики радио аналитической химии возможно поделить на три категории:

• Радио аналитические методики применяются для изучения структур искусственных и естественных радионуклидов.
• Радио иммунологические исследования.
• Радиохимический анализ исследует явления, которые возникают внутри разных химических веществ.

К вышеуказанным факторам, в том числе, относится радиоактивационный анализ, базирующийся на тщательном исследовании радионуклида, который возникает в предмете исследования прямо в процессе активной ядерной реакции. С позиции фактического использования эта методика является существенно более комплексной, чем индикаторная методика. В нынешней атомной физике отмечаются также не активационные методики исследований, основывающиеся на процессах поглощения и излучения разнообразных типов излучений (α-, β-, γ-излучения, а также нейтронного излучения и т.д.) при их преобразовании в наблюдаемое вещество. Иначе говоря, отмеченные методики исследователи применяют в ходе взаимного воздействия атома с иными веществами.