Презентация по физике "Энергия связи, атомные реакции"

• 1 слайд

  Энергия связи ядра атома. Цепная ядерная реакция, условия ее протекания. Термоядерные реакции.
  

• 2 слайд

  1. Открытие нейтрона
  В 1932 г. английский физик Джеймс Чедвик открыл частицы с нулевым электрическим зарядом и единичной массой. Эти частицы назвали нейтронами.
  Обозначается нейтрон n.
  
  

• 3 слайд

  Протонно-нейтронная модель атомного ядра (Д.Д.Иваненко и Гейзенберг):
  ядро атома любого вещества состоит из элементарных частиц двух видов - протонов и нейтронов.
  Общее название протонов и нейтронов – нуклоны.
  Число протонов равно заряду ядра и совпадает с номером элемента в таблице Менделеева.
  
  

• 4 слайд

  Сумма числа протонов Z и нейтронов N равна массовому числу А = Z + N.
  Например, ядро атома кислорода состоит из Z = 8 протонов и N = A – Z = 16 – 8 = 8 нейтронов.
  А
  Z
  

• 5 слайд

  2) Изотопы -
  - ядра с одинаковым числом протонов, но с различным числом нейтронов.
  Например, водород имеет три изотопа:
  

• 6 слайд

  Дефект массы
  

• 7 слайд

  Дефект массы -
   - разность масс между суммарной массой всех нуклонов ядра в свободном состоянии и массой целого ядра.
  
  М = Z mp + N mn - Mя
  где mp – масса протона, mn – масса нейтрона, Mя – масса ядра.
  
  

• 8 слайд

  Энергия связи ядра -
  энергия, которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные протоны и нейтроны.
  Е св = М  c2
  
  Тогда
  где с2 = 931 МэВ.
  
  

• 9 слайд

  Удельная энергия связи атомного ядра -
  – энергия, приходящаяся на один нуклон ядра:
  
  
  Ядерная реакция – это процесс, результатом которого является перестройка атомных ядер.
  
  

• 10 слайд

  Закон сохранения массовых чисел -
  - сумма массовых чисел ядер и частиц, вступающих в реакцию, равна сумме массовых чисел конечных продуктов реакции.
  15 + 1 = 16
  12 + 4 = 16
  7 + 1 = 8
  6 + 2 = 8
  

• 11 слайд

  Энергетический выход ядерной реакции – разность энергии покоя частиц до реакции и после реакции.
  Расчёт энергетического выхода (массы взять в справочной таблице)
  Определить массу ядер и частиц до реакции m1;
  Определить массу ядер и частиц после реакции m2;
  Определить изменение массы m = m1 – m2;
  Рассчитать изменение энергии E = m  c2.
  

• 12 слайд

  Пример:
  
  до реакции m1:
  
  
  
  после реакции m2:
  

• 13 слайд

  m = m1 – m2 =
  = 16,00739 – 16,0026 = 0,00479 а.е.м.
  Если m  0, то энергия выделяется,
  если m  0, то энергия поглощается.
  
  E = m  c2 = 0,00479  931 = 4,46 МэВ
  
  Ответ: E = 4,46 МэВ, энергия выделяется
  

• 14 слайд

  Цепная ядерная реакция
  
  

• 15 слайд

  Цепная ядерная реакция -
  – это ядерная реакция, в которой частицы, вызывающие реакцию, образуются как продукты этой реакции.
  Вылетевшие при делении ядер урана нейтроны, в свою очередь вызывают деление соседних ядер и т.д.
  

• 16 слайд

  Коэффициент размножения нейтронов k - это отношение числа нейтронов в данном поколении к их числу в предыдущем поколении.
  Если k = 1, то реакция контролируемая;
  
  
  
  k  1 - взрыв.
  

• 17 слайд

  Термоядерные реакции
  

• 18 слайд

  Термоядерные реакции -
  – это реакции синтеза легких ядер, происходящие при высокой температуре.  
  Термоядерные реакции можно встретить в звездах, где температура и давление вещества создают пригодные условия для осуществления слияний. 
  

• 19 слайд

  В термоядерной реакции синтеза гелия участвуют изотопы водорода - тритий и дейтерий.
  При слиянии дейтерия и трития в ядро гелия выделяется нейтрон и энергия E.
  

• 20 слайд

  Для слияния ядер в термоядерной реакции необходимо, чтобы они сблизились на очень малое расстояние.
  Этому сближению препятствуют кулоновские силы отталкивания, действующие между одноименно заряженными ядрами.
  Чтобы их преодолеть, вещество должно быть разогрето до высоких температур.