Колебания. Колебательный контур презентация

Содержание

Колебательный контур конденсатор C, индуктивность L ключ К. После замыкания ключа, конденсатор начнет разряжаться, т.е. через индуктивность потечет ток C К

Слайд 1Колебания бывают механические, электромагнитные, химические, термодинамические и различные другие. Несмотря на

такое разнообразие, все они имеют между собой много общего.


Слайд 2Колебательный контур
конденсатор C, индуктивность L ключ К. После замыкания ключа,

конденсатор начнет разряжаться, т.е. через индуктивность потечет ток




C

К









L


Слайд 3Упругие колебания
Пружина с жесткостью k и точечное тело массой m. Выведем

тело из состояния равновесия, то оно начнет колебательное движение, называемое упругими колебаниями







m

k

x0

x


Слайд 4Упругие колебания
Изменение заряда (в любой точке колебательного контура) и изменение координаты

точечного тела под действием упругой силы описывается уравнением гармонических колебаний

Слайд 5точечное тело массой m, подвешено на невесомой, нерастяжимой нити длиной l.



Математический маятник

m

l

FT

T


m

l


α


Слайд 6Гармонические колебания
q - физическая величина, характеризующая движение физической системы,
ω -

(круговая) частота гармонических колебаний
ν - (линейная) частота,
T - период колебаний

Решение



Фаза
начальная фаза

Слайд 7 – амплитуда скорости;
– амплитуда ускорения.
Смещение описывается

уравнением


тогда, по определению:

скорость

ускорение


Слайд 8 Уравнения колебаний запишем в следующем виде:
Графики смещения скорости и

ускорения

Слайд 9Когерентные колебания
Два гармонические колебания называют когерентными, если разность фаз этих колебаний

не меняется с течением времени

Слайд 10Произвольные гармонические колебания
Гармонические колебания, создаваемые одинаково направленными плоскими монохроматическими волнами будем

называть одинаково направленными колебаниями

Слайд 11Биения
Биения результат сложения двух гармонических колебаний с очень близкими частотами ω1

и ω2

y, Im

x, Re

q02

q01

q00




Φ0

очень медленно меняется с течением времени


ω1


Слайд 12Биения
амплитуды складываемых колебаний одинаковы q01= q02
результирующее колебание
q0(t)
t

q00(t)
результирующая амплитуда
результирующее

колебание не гармоническое, но монохроматическое

частота биений

период биений


Слайд 13Затухающие колебания
колебательный контур, состоит из конденсатора C, индуктивности L и ключа

К сопротивление R




C

К









L

собственная частота колебательного контура

уравнение затухающих колебаний

коэффициент затухания


R

I


Слайд 14Уравнение затухающих колебаний

введены обозначения:
частота затухающих колебаний
и ϕ0 - начальная фаза
t
T
q0(t)
q0e-βt
T

= 2π/ω

|ω|>|β|

t

q0(t)

|ω|<|β|

апериодический режим


Слайд 15Вынужденные колебания
Вынужденными колебаниями будем называть затухающие колебания + вынуждающая сила
A(t) =

F(t)/m и F(t) = F(t+T) - вынуждающая сила

Уравнение называют уравнением вынужденных колебаний


Слайд 16Вынужденные колебания
Дифференциальное уравнение является неоднородным дифференциальным уравнением, решение

В2

В3

В4
амплитуда вынужденных колебаний
фаза

вынужденных колебаний

Слайд 17Вынужденные колебания
Решение В2 имеет смысл только если затухание β не слишком

мало (β ~ ω0) В этом случае первое слагаемое в решении В2 достаточно быстро убывает и остается только частное решение (второе слагаемое) -

установившийся режим


В2'


Слайд 18Вынужденные колебания
Дифференциальное уравнение и его решение дают аналитическое описание движения,
t
установившийся
q0(t)
q0e-βt
режим
Ω
B0
Ω
Φ0
Ω0
Резкое возрастание

амплитуды B0 вынужденных колебаний при приближении частоты вынуждающей силы Ω к резонансной частоте системы Ω0

Резонанс

Ω0


Слайд 19Волна – возмущения, распространяющиеся в среде (вакууме) и несущие с собой

энергию.

Одиночная волна (импульс)

Цуг волн

Гармоническая волна


Слайд 20Поперечные волны частицы среды колеблются
в направлении перпендикулярном распространению
волны.


Слайд 21Продольные волны– – частицы среды колеблются
в направлении распространения волны.


Слайд 22Волновой фронт (фронт волны) – геометрическое
место точек, до которого дошли

колебания.

Волновая поверхность – геометрическое место точек,
колеблющихся в одинаковой фазе.


Слайд 23Волновое уравнение

∇2 – оператор Лапласа, v – фазовая скорость,
совпадающая

по величине со скоростью распространения
волны, ξ - отклонение частиц среды от положения
равновесия.



Слайд 24Стоячие волны возникают при наложении
(интерференции) двух встречных плоских
когерентных волн

с равными амплитудами:






Стоячая волна в отличие от бегущей
не переносит энергии!


Слайд 25Эффект Доплера

Если расстояние между источником и приемником
уменьшается, то воспринимаемая

частота больше
испущенной.

Если расстояние между источником и приемником
увеличивается, то воспринимаемая частота меньше
испущенной.


Слайд 26Электромагнитные волны
уравнения Максвелла в отсутствии зарядов и токов имеют в

этом случае следующий вид

2


1


4


3



Слайд 27Плоские волны
k
e1
e2
E
B
Плоская электромагнитная волна - поперечная

W4
W4
W4

W5


Слайд 29
ВОЛНОВАЯ ОПТИКА
Свет – сложное явление: в одних случаях это поток
частиц

(фотонов), в других – ЭМ (электромагнитная
волна) волна

Свойства света определяются вектором

- световым вектором.

абсолютный показатель преломления



Так как обычно


Слайд 30
Видимый свет: λ

= 0.40-0.70 мкм
Частоты:

Модуль среднего по времени плотности потока энергии –
интенсивностью света:


I ~n E2m~A2


Слайд 31ВОЛНОВЫЕ СВОЙСТВА излучений
Интерференция
Совокупность явлений, возникающих в каждой точке пространства при сложении

(в заданной точке) нескольких волн, называют интерференцией

Пусть две волны накладываются друг на друга в некоторой точке пространства.

,

.

Если разность фаз между волнами остается постоянной то волны называются когерентными


Слайд 32Опыт Юнга



x1
x2


A
Δx12
max
Если
min
Иначе







Слайд 33Опыт Юнга



x1
x2
Совокупность явлений, возникающих в каждой точке пространства при сложении (в

заданной точке) нескольких волн, называют интерференцией

оптической разность хода (волн 1 и 2)

ym

Δ12

max

(λ0 - длина волны излучения в вакууме)

min

В силу симметрии Δϕ12 = 0

В 1805 году Юнг провел опыт по интерференции волн от двух когерентных источников





L

d

y

max

min


И1


Слайд 34Зоны Френеля
Принцип Гюйгенса - Френеля
1. Любой источник волн F можно

заменить системой вторичных источников G, охватывающих исходный
2. Все вторичные источники когерентны
3. Амплитуда волны, излученной ограниченным количеством вторичных источников, в заданной точке пространства A

G

S

L

A




F


от вторичных источников до заданной точки

пропорциональна площади S, занимаемой вторичными

источниками

и обратно пропорциональна расстоянию L


Слайд 35Зоны Френеля

фронт волны

точка наблюдения
L
L+λ/2
L+λ
L+3λ/2
1. Заменим точечный источник когерентных волн системой

вторичных источников, расположенных на фронте волны
2. Разобьем (мысленно) фронт волны на концентрические зоны

Построим следующий мысленный эксперимент

расстояние от края каждой следующей зоны было на λ/2 больше предыдущего

таким образом, чтобы

Зоны, построенные таким способом на фронте волны называют зонами Френеля


Слайд 36Зоны Френеля

фронт волны

точка наблюдения
L
L+λ/2
L+λ
L+3λ/2
Свойства зон Френеля

1. Амплитуда свободной волны в

два раза меньше амплитуды волны от первой зоны











свободная волна

первая зона


две зоны


только
нечетные зоны

r1

r2

a

2. Амплитуда волны от четного числа зон близка к нулю
3. Амплитуда волны только от четных или нечетных зон резко возрастает


Слайд 37Зоны Френеля

фронт волны

точка наблюдения
L
L+λ/2
L+λ
L+3λ/2


Радиусы зон Френеля можно найти по формуле

Ф1
r1
r2
a
где -

a расстояние от источника до фронта волны

Слайд 38Дифракция Френеля
Дифракцией Френеля называют дифракцию сферической волны (от точечного источника)
Дифракция на

круглом отверстии

Рассмотрим дифракцию когерентной сферической волны от точечного источника на круглом отверстии, диаметр которого значительно (~100 раз) превосходит длину волны λ


Слайд 39Дифракция Френеля

фронт волны

точка наблюдения



d ~100 λ
















дифракционная картина сферической волны на круглом

отверстии представляет собой чередование темных и светлых полос (независимо от точки наблюдения)

Слайд 40Дифракция Френеля
Дифракция на круглом диске

фронт волны

точка наблюдения

d ~100 λ

при дифракции сферической

волны на круглом диске на оси диска всегда светлое пятно (независимо от диаметра диска)










Слайд 41Дифракция Фраунгофера
Дифракцией Фраунгофера называют дифракцию волны с плоским фронтом
Дифракция на щели
Рассмотрим

дифракцию когерентной волны с плоским фронтом на щели, ширина b которой незначительно превосходит длину волны λ (b > mλ, где - m > 0 целое число)

Слайд 42Дифракция Фраунгофера
фронт волны



b
Условие интерференции в точке P






α


Э
P

α
Δ

Д1











Слайд 43Дифракционная решетка
Дифракционной решеткой называют плоскую непрозрачную пластинку с большим (= N)

количеством параллельных щелей шириной b, расположенных на одинаковом расстоянии a

Дифракция на отдельной щели решетки с последующей
интерференцией волн от различных щелей



Слайд 44Дифракционная решетка
фронт волны

b





α


Э
P
Как выглядит дифракционная картина?













a

Д3
m и p - номера max

и min соответственно

Слайд 45Дифракционная решетка
N=5
N=50


Слайд 46Поляризация волн


Слайд 47Виды поляризации
Произвольную волну можно представить как сумму двух некогерентных волн, вектора

E которых находятся во взаимно перпендикулярных плоскостях

E

z

x

x

y

x

y

E

E


Слайд 48Виды поляризации


Волну, у которой в одной из плоскостей результирующий вектор E

больше, называют частичнополяризованной
При этом, степень поляризации такой волны определяют величиной


P1


Слайд 49Поляризация монохроматической волны
Плоскую монохроматическую волну можно представить, как суперпозицию двух монохроматических волн

со взаимно перпендикулярными векторами поляризации


E01

E02

E

Эллиптическая поляризация (левая) – спиральность (положительная)


Слайд 50Закон Брюстера




P2
Если неполяризованная волна падает на поверхность диэлектрика под углом Брюстера

, то отраженная волна будет полностью поляризована в плоскости, перпендикулярной плоскости падения

При этом, преломленная волна частичнополяризована с преобладающей поляризацией в плоскости падения


Слайд 51


Закон Малю
Приборы, пропускающие электромагнитные волны только с определенным положением плоскости векторов

напряженности Ep , называют поляризаторами. Саму плоскость называют плоскостью поляризации поляризатора

Ep

плоскость поляризации поляризатора

поляризатор



Ew

плоскость поляризации волны (плоскость векторов Ew) составляет угол φ с плоскостью поляризации поляризатора


φ


Слайд 52Закон Малю
Через поляризатор пройдет только часть падающей электромагнитной волны с векторами

напряженности электрического поля Eout , являющимися проекцией векторов Ew на плоскость поляризации поляризатора


P3


Слайд 53Закон Малю
Если неполяризованная электромагнитная волна последовательно проходит через два поляризатора, плоскости

поляризации которых расположены под углом φ
Здесь I - интенсивность
волны


P4


Слайд 54Характеристики равновесного излучения



ω
uω(ω,T)
- 2000 K
- 2500 K
- 3000 K

Т2
Т3


Слайд 55Закон Кирхгофа

Т4



dRэ
dФотр

T

V

абсолютно черное тело

- BB

Отношение излучательной способности тела к его поглощательной способности не зависит от свойств тела и равно излучательной способности абсолютно черного тела


Слайд 56Теорема и закон смещения Вина

Т4
равновесное излучение абсолютно черного тела (BB), заключенное

в оболочку с идеально отражающими стенками остается равновесным при квазистатическом сжатии или растяжении оболочки

Теорема Вина


Слайд 57Теорема и закон смещения Вина
Используя теорему Вина, можно найти максимум
спектральной

плотности излучения для BB:

λ

uω(λ,T)

- 2000 K

- 3000 K

- 4000 K

λm

λm

λm


Т5

Длина волны λm, на которую приходится максимум спектральной плотности излучения BB, обратно пропорциональна абсолютной температуре этого тела

Закон смещения Вина


Слайд 58Закон Стефана-Больцмана Закон Стефана-Больцмана

Т6
Закон Стефана-Больцмана
постоянная Стефана-Больцмана
Энергетическая светимость Rэ абсолютно черного тела

(BB) пропорциональна четверной степени абсолютной температуры этого тела

Слайд 59формула Рэлея-Джинса

Т7
формула Рэлея-Джинса


Слайд 60Формула Планка



Слайд 61Фотоэффект


Законы фотоэффекта:
Максимальная энергия электронов не зависит от интенсивности света, а висит

от частоты.
От интенсивности света зависит число вылетевших электронов.


Противоречия с классической теорией:

Скорость электронов согласно классической теории должна быть пропорциональна интенсивности света


Слайд 62Фотоэффект
Здесь ħω - энергия фотона, Aвых - работа выхода электрона из

металла, me - масса электрона (соответственно mev2/2 - кинетическая энергия электрона)



Слайд 63Для квантов электромагнитного излучения, как и для обычных частиц можно ввести

динамические характеристики

энергия

масса

импульс


Слайд 64Эффект Комптона
Эффектом Комптона называют рассеяние фотонов электромагнитного излучения на свободных электронах


p'ф

φ


Δλ

= λ '- λ = λC(1-cosφ).

Слайд 65Корпускулярно-волновой дуализм
Мы убедились, что электромагнитное излучение проявляет как волновые свойства (интерференция,

дифракция), так и корпускулярные (фотоэффект, эффект Комптона)

Такая двойственность свойств электромагнитного излучения названа корпускулярно-волновым дуализмом

В 1924 Л. де Бройль высказал гипотезу о том, что корпускулярно-волновой дуализм присущ всем без исключения объектам

Слайд 66Корпускулярно-волновой дуализм
где h - постоянная Планка, p - относительный импульс микрочастицы

(т.е. импульс, измеренный относительно другого объекта с которым взаимодействует микрочастица)

Любую микрочастицу можно моделировать волновым процессом с длиной волны λБ


Q1

Постулат Л. Де Бройля


Слайд 67Корпускулярно-волновой дуализм
Принцип неопределенности: произведение неопределённостей значений двух сопряжённых переменных не могут

быть по порядку величины больше постоянной Планка

.


Это соотношение означает, что определение энергии с точностью ΔЕ должно занять интервал времени


Слайд 68Рассеяние α частиц. Опыт Резерфорда

Такое движение возможно, если
Атом содержит маленькое ЯДРО
С большим

зарядом



Слайд 69Модель атома Резерфорда
Внутри атома – малое положительно заряженное ядро, вокруг которого

вращаются электроны – планетарная модель атома.
Недостатки – вращаясь вокруг ядра электрон движется с ускорением и в конце концов должен излучать и упасть на ядро.





Слайд 70Спектр атома водорода
Для спектра атома водорода в 1885 году Бальмером была

получена (эмпирически) формула,
где m и n - целые числа (m>n), R - постоянная Ридберга


Группы линий с одинаковым n называют серией

n=1 → серия Лаймана
n=2 → серия Бальмера
n=3 → серия Пашена


А1


Слайд 71Натрий


Водород

Гелий


Слайд 72Теория Бора
Планетарная модель атома имеет недостатки - электрон (за счет электромагнитного

излучения при движении по круговой орбите) падает на атом





Слайд 73Теория Бора
Для спасения - постулаты Бора (1913)

Электроны в атоме существуют только

в стационарных состояниях

Момент импульса электрона в стационарном состоянии равен
mvnrn = nћ, где n - номер стационарного состояния

При переходе из одного стационарного состояния с энергией En в другое - Em , электрон излучает (либо поглощает) энергию ћω = En - Em в виде фотонов

Слайд 74Теория Бора
Теория Бора справедлива только для водородоподобных атомов


Слайд 75Уравнение Шредингера
В 1926 Э. Шредингер предложил уравнение, описывающее поведение микрочастицы (массой

m) во внешнем силовом поле

здесь ћ = h/2π - постоянная Дирака, ∇2 - квадрат оператора «набла» (лапласиан), U(r) - потенциальная функция внешнего поля, Ĥ - оператор Гамильтона, Ψ- «пси» функция - функция, полностью определяющая состояние микрочастицы


Q2


Слайд 76Уравнение Шредингера

Q3
где E = ћω - полная механическая энергия микрочастицы в

стационарном состоянии

стационарное уравнение Шредингера


Слайд 77Физический смысл Ψ-функции

Q4
Борн постулировал: квадрат модуля волновой функции определяет вероятность dP

того, что частица будет обнаружена в пределах объёма dV:


Волновая функция должна
удовлетворять условиям:

конечна
однозначна
непрерывная
гладкая


Слайд 78Основной постулат
Оператор - это правило, по которому одной функции сопоставляется другая

функция

функция 1


функция 2



оператор

В квантовой механике принято оператор физической величины обозначать той же буквой, но со «шляпкой»

Любой физической величине можно поставить в соответствие линейный самосопряженный оператор так, что спектр собственных значений оператора совпадет со спектром допустимых значений физической величины


Слайд 79Правила сопоставления операторов
Нейман доказал, что сопоставление взаимно-однозначно
Физическая величина S
Правила сопоставления Неймана
Линейный

самосопряженный оператор Ŝ

1.

2.

3.

4.


O1


O2


Слайд 80Правила сопоставления операторов
Принцип соответствия (Неймана)
Операторы, сопоставляемые физическим величинам, подчиняются тем же

соотношениям, что и сами физические величины

1.

2.

3.


Слайд 81Правила сопоставления операторов
Операторы импульса и координаты
среднее значение любой физической величины в

заданном квантовом состоянии (т.е. с известной Ψ-функцией) вычисляется через оператор этой физической величины

оператор импульса


За оператор координаты принимают сам радиус-вектор


O3


O4


O5


Слайд 82Правила сопоставления операторов
Практический рецепт (сопоставления операторов)
Если физическая величина имеет классический аналог,

то для сопоставления ей оператора нужно представить эту физическую величину как функцию координаты и импульса

1.

2.


O6


Слайд 83Проблема измерения
Если физической величины, например S, измеримы сколь угодно точно
тогда
т.е. Ψ-функция

является собственной функцией оператора Ŝ

если можно создать такие условия - «приготовить» состояние - при которых Ψ-функция этого состояния будет собственной функцией оператора Ŝ, то собственные значения s физической величины S измеримы сколь угодно точно


Слайд 84Проблема измерения
Пусть S1 и S2 , измеримы сколь угодно точно
Если операторы

Ŝ1 и Ŝ2 физических величин S1 и S2 удовлетворяют условию коммутации, то собственные значения s1 и s2 измеримы сколь угодно точно

Слайд 85Принцип суперпозиции
Пусть квантовая система может находится в состояниях: Ψ1 и Ψ2

,тогда квантовая система может находиться и в состоянии:

А в состоянии Ψ2 физическая величина, описываемая оператором Ŝ равна s2

Если в состоянии Ψ1 физическая величина, описываемая оператором Ŝ равна s1

Тогда в состоянии Ψ физическая величина Ŝ будет принимать значения: s1 либо s2 с вероятностью равной |c1|2 для s1 и |c2|2 для s2


Слайд 86Принцип суперпозиции
Общий случай: рассмотрим совокупность собственных функций Ψi и собственных значений

si физической величины, описываемой оператором Ŝ :

Тогда любая волновая функция может быть разложена по собственным волновым функциям оператора Ŝ :

Тогда в состоянии Ψ физическая величина Ŝ будет принимать значения: si с вероятностью равной |ci|2


Слайд 87Принцип суперпозиции
Условие нормировки:

Коэффициенты сi не зависят от координат, но могут зависеть

от времени t , если от времени зависят волновые функции
Число слагаемых может быть различно и меняется от 1 до ∞

В состоянии Ψ среднее значение физической величины Ŝ равно



Слайд 88Простейшие задачи
Бесконечно глубокая прямоугольная яма
x
U(x)
I
0
l
II
III
Уравнение Шредингера:
Граничные условия:
Решение:


Слайд 89Простейшие задачи
Прохождение через потенциальный барьер
Уравнение Шредингера:





Слайд 90Простейшие задачи
Прохождение через потенциальный барьер
Туннельный эффект
Условия сшивки волновых функций и их

производных на границах барьера дает

Слайд 91Простейшие задачи
Отражение от потенциального барьера




Слайд 92Простейшие задачи
Гармонический осциллятор
Уровни энергии

Частица попадает в классически запрещенную область
Нулевая энергия
0
1
3
Колебания атомов

замороженного кристалла

Правило отбора



Слайд 93Простейшие задачи
Атом водорода
Исторически именно для атома водорода было впервые решено уравнение

Шредингера (самим Шредингером)

- допустимые значения энергии электрона в атоме H1

- главное квантовое число (КЧ)

- орбитальное КЧ

- магнитное КЧ

уровни энергии вырождены

Кратность вырождения



Слайд 94Магнитный момент атома
электрон в атоме движется по круговой орбите и,

следовательно, имеет механический момент M
и создает круговой ток I, порождающий магнитный момент μ

гиромагнитный фактор


e-

I

M

S

μ

M - орбитальным моментом атома,
μ - магнитным моментом атома


Слайд 95Магнитный момент атома

Из уравнения квантования для орбитального момента и его проекции

на ось Z

следует, что
где l = 0, 1, … - орбитальное кч,
m = 0, ±1, ±2, … , ±l - магнитное кч

для магнитного момента получим,

μ0 - магнетон Бора


Слайд 96Атом в магнитном поле (эффект Зеемана)
атом имеет механический M и магнитный

μ моменты
Поместим атом в магнитное поле напряженностью H -
магнитный момент начнет прецессировать вокруг силовых линий магнитного поля
Дополнительная энергия, полученная атомом за счет взаимодействия с магнитным полем, равна

где m


M

μ

H



θ

MH



каждый уровень (при n>1) разделяется на 2l+1 подуровень
(эффект Зеемана)

l = 1

H

l = 2


Слайд 97Спин электрона
Позже было замечено, что в магнитном поле каждый подуровень (эффект

Зеемана) состоит из двух уровней

, где μs - магнитный и Ms - механический моменты электрона

l = 1

H

l = 2




в 1925 Уленбек и Гаудсмит предположили, что электрон имеет собственный механический момент Ms - спин

При этом, измеренный гиромагнитный фактор для электрона


Слайд 98Спин электрона

Из уравнения квантования для механического момента Ms и его проекции

на ось Z
- Msz следует, что
где s = 1/2 , ms = ±1/2 - спиновые квантовые числа

Тогда для магнитного момента μs электрона получим

Слайд 99Принцип Паули
Согласно квантовой механике, состояние электрона в атоме описывается 4 (четырьмя)

квантовыми числами

главное КЧ


орбитальное КЧ


магнитное КЧ


спиновое КЧ


Слайд 100Принцип Паули
Электроны являются фермионами и согласно принципу Паули
в атоме (в любой

квантовой системе), не может быть двух электронов, имеющих одинаковый набор квантовых чисел

Электроны с одинаковым значением главного КЧ n (находящиеся на одной орбите) образуют оболочку

Электроны с одинаковым значением орбитального КЧ l образуют подоболочку


Слайд 101Строение ядра
Ядро состоит из нуклонов - положительно заряженных протонов (p) и

не заряженных частиц – нейтронов (n)

Электрический заряд ядра qя = Ze, где e - величина заряда протона (= заряду электрона), Z - номер элемента (в таблице Менделеева), равный числу p в ядре

Ядром называют положительно заряженную центральную часть атома не содержащую электронов



n

n


α-частица


Слайд 102Строение ядра
Соответственно, общее количество нуклонов в ядре равно A=N+Z , где

N - число n (A - массовое число)



Ядра одного элемента (т.е. с одинаковым Z) с различным числом n называют изотопами



Ядра различных элементов с одинаковым числом нуклонов A называют изобарами

Слайд 103Энергия связи и свойства ядерных сил
Энергией связи нуклона в ядре численно

равна работе удаления нуклона из ядра

Энергией связи ядра Aсв численно равна работе разделения ядра на нуклоны

При образовании ядра происходит выделение энергии (ядерной энергии)



n

n



n

Δm = Aсв /c2 называют дефектом массы ядра


Слайд 104Энергия связи и свойства ядерных сил
Зарядовая независимость
насыщаемость
спиновая

зависимость
не центральность

Свойства ядерных сил

В 1935 Хидеки Юкава, для объяснения свойств ядерных сил, предложил обменную теорию


n



мезон


Слайд 105Радиоактивность ядер
Радиоактивностью называют превращение неустойчивых изотопов одного химического элемента в изотопы

другого химического элемента
К радиоактивности относят и взаимные превращения элементарных частиц
Различают два вида радиоактивности:

естественная

искусственная

радиоактивность неустойчивых природных изотопов

радиоактивность изотопов, полученных из ядерных реакций

Все виды радиоактивности (кроме превращения элементарных частиц) сопровождаются испусканием γ-лучей


Слайд 106Радиоактивность ядер
Закон самопроизвольного радиоактивного распада :
- постоянная распада λ (вероятность

распада) не зависит от внешних условий
- распад является случайной величиной

Закон самопроизвольного радиоактивного распада

Т - время, за которое распадется половина ядер (период полураспада)


Слайд 107Радиоактивность ядер
α – распад - радиоактивный распад ядер с испусканием α-частиц

(ядра Не)
α - распад характерен для ядер тяжелых элементов (с массовым числом A > 200)

Различают 3 вида β - распада:

- электронный или β – - распад

позитронный или β + - распад
- K-захват (электронный захват)

α - и β - распады


Слайд 108Радиоактивность ядер
Экспериментальные исследования β - распада показали, что энергии испускаемых электронов

(и позитронов) могут принимать любые значения от 0 до Emax


что не согласуется с дискретностью энергетического спектра ядра


Потому, в 1930 Паули высказал гипотезу о существовании еще одной частицы, испускаемой при β - распаде, которую Э.Ферми назвал нейтрино

В 1933 Э.Ферми построил теорию β - распада

dN/dE

Emax

E


Слайд 109Деление ядер
Делением ядер называют ядерную реакцию характерную для тяжелых ядер (уран

U, торий Th, протактиний Pa):

- реакция происходит под действием нейтронов
- ядро распадается на два «осколка» примерно
одинаковой массы
реакция происходит с испусканием нейтронов


n


n


n


n

235U

90Rb

143Cs


Природный уран содержит:
99,27% 238U
0,72% 235U
0,01% 234U
…………….


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика