Фундаментальные взаимодействия (сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное).

Известны четыре вида взаимодействий между элементарными частицами: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное (они перечислены в порядке убывания интенсивности). Интенсивность взаимодействия принято характеризовать константой взаимодействия α, которая представляет собой безразмерный параметр, определяющий вероятность процессов, обусловленных данным видом взаимодействия. Для электромагнитного взаимодействия константа:

где Е – энергия взаимодействия двух электронов, находящихся на расстоянии λ.

Константы других видов взаимодействий определяют относительно значения константы электромагнитного взаимодействия.

Отношение констант даёт относительную интенсивность соответствующих взаимодействий.

Сильное взаимодействие. Этот вид взаимодействия обеспечивает связь нуклонов в ядре. Константа сильного взаимодействия имеет величину порядка 1–10. Наибольшее расстояние, на котором проявляется сильное взаимодействие (радиус действия), составляет примерно м.

Электромагнитное взаимодействие. Константа взаимодействия равна 1/137 или (константа тонкой структуры). Радиус действия не ограничен (r =∞).

 

Слабое взаимодействие. Это взаимодействие ответственно за все виды β-распада ядер, за распады элементарных частиц, а также за все процессы взаимодействия нейтрона с веществом. Константа взаимодействия равна величине порядка 10^–10 – . Слабое взаимодействие, как и сильное, является короткодействующим.

Гравитационное взаимодействие. Константа взаимодействия имеет значение порядка . Радиус действия не ограничен (r =∞). Гравитационное взаимодействие является универсальным, ему подвержены все без исключения элементарные частицы. Однако в процессах микромира гравитационное взаимодействие ощутимой роли не играет

Законы радиоактивного распада. Активность радиоактивных препаратов.

Закон радиоактивного распада — физический закон, описывающий зависимость интенсивности радиоактивного распада от времени и количества радиоактивных атомов в образце

 

число распадов − dN, произошедшее за короткий интервал времени dt, пропорционально числу атомов N в образце.

Экспоненциальный закон

В указанном выше математическом выражении {\displaystyle \lambda } — постоянная распада, которая характеризует вероятность радиоактивного распада за единицу времени. Знак минус указывает на убыль числа радиоактивных ядер со временем.

Решение этого дифференциального уравнения имеет вид:

N(t)=

где {\displaystyle N_{0}} — начальное число атомов, то есть число атомов для {\displaystyle t=0.}

Таким образом, число радиоактивных атомов уменьшается со временем по экспоненциальному закону.

Активность радиоактивного препарата — число элементарных радиоактивных распадов в единицу времени

Удельная активность — активность, приходящаяся на единицу массы вещества препарата.

Объёмная активность — активность, приходящаяся на единицу объёма источника. Удельная и объёмная активности используются, как правило, в случае, когда радиоактивное вещество распределено по объёму препарата.

Поверхностная активность — активность, приходящаяся на единицу площади поверхности источника. Эта величина применяется для случаев, когда радиоактивное вещество распределено по поверхности препарата

Единица измерения- беккерель (Бк). (1 Бк=1 расп/с).

Гипотеза де Бройля.

Корпускулярно-волновой дуализм −− важнейшее универсальное свойство природы, заключающееся в том, что всем микрообъектам присущи одновременно и корпускулярные, и волновые характеристики.

Гипотеза де Бройля состоит в том, что если частица имеет энергию E и импульс p, то с этой частицей связана волна частотой

и длиной (длиной волны де Бройля)