Подуровень, характеризующийся значением

l=0 называется s- подуровнем,

l=1 называется p-подуровнем,

l=2 называется d-подуровнем,

l=3 называется f-подуровнем.

В) ml – магнитное квантовое число, определяет ориентацию орбиталей в пространстве и принимает значения ml = -l…0…+1.

Г) ms – спиновое квантовое число, определяет направление вращения электрона вокруг своей оси и принимает только два значения +1/2 или-1/2.

7. Спин S – собственный момент импульса движения электрона. Это – внутреннее свойство электрона, которое не связано с движением в пространстве. Спин всех электронов равен 1/2.

8. Согласно принципу Паули: в атоме не может быть двух электронов с одинаковым набором всех четырёх квантовых чисел.

74.Принцип Паули. Распределение электронов в атоме по состояниям.

При́нципПа́ули (принцип запрета) — один из фундаментальных принципов квантовой механики, согласно которому два и более тождественных фермиона не могут одновременно находиться в одном квантовом состоянии.

Если тождественные частицы имеют одинаковые квантовые числа, то их волновая функция симметрична относительно перестановки частиц. Отсюда следует, что два одинаковых фермиона, входящих в одну систему, не могут находиться в одинаковых состояниях, так как для фермионов волновая функция должна быть антисимметричной. Обобщая опытные данные, В. Паули сформулировал принцип, согласно которому системы фермионов встречаются в природе только в состояниях, описываемых антисимметричными волновыми функциями (квантово-механическая формулировка принципа Паули).

Распределение электронов в атоме подчиняется принципу Паули, который может быть использован в его простейшей формулировке: в одном и том же атоме не может быть более одного электрона с одинаковым набором четырех квантовых чисел n, l, ml и ms, т. е.

где Z (n, l, ml, ms) - число электронов, находящихся в квантовом состоянии, описываемом набором четырех квантовых чисел: n, l, ml, ms. Таким образом, принцип Паули утверждает, что два электрона, связанные в одном и том же атоме, различаются значениями по крайней мере одного квантового числа.

Совокупность электронов в многоэлектронном атоме, имеющих одно и то же главное квантовое число n, называют электронной оболочкой. В каждой из оболочек электроны распределяются по подоболочкам, соответствующим данному l. Поскольку.орбитальное квантовое число принимает значения от 0 до n - 1, число подоболочек равно порядковому номеру n оболочки. Количество электронов в подоболочке определяется магнитным и магнитным спиновым квантовыми числами: максимальное число электронов в подоболочкес данным l равно 2(2l + 1).

75.Тормозное и характеристическое рентгеновское излучение.

Тормозное рентгеновское излучение возникает при торможении электронов, движущихся с большой скоростью, электрическими полями атомов анода. Условия торможения отдельных электронов не одинаковы. В результате в энергию рентгеновского излучения переходят различные части их кинетической энергии.

Спектр тормозного рентгеновского излучения не зависит от природы вещества анода. Как известно, энергия фотонов рентгеновских лучей определяет их частоту и длину волны. Поэтому тормозное рентгеновское излучение не является монохроматическим. Оно характеризуется разнообразием длин волн, которое может быть представлено сплошным (непрерывным) спектром.

Характеристическое рентгеновское излучение имеет не сплошной, а линейчатый спектр. Этот тип излучения возникает, когда быстрый электрон, достигая анода, проникает во внутренние орбитали атомов и выбивает один из их электронов. В результате появляется свободное место, которое может быть заполнено другим электроном, спускающимся с одной из верхних атомных орбиталей. Такой переход электрона с более высокого на более низкий энергетический уровень вызывает рентгеновское излучение определенной дискретной длины волны. Поэтому характеристическое рентгеновское излучение имеет линейчатый спектр. Частота линий характеристического излучения полностью зависит от структуры электронных орбиталей атомов анода.Линии спектра характеристического излучения разных химических элементов имеют одинаковый вид, поскольку структура их внутренних электронных орбитальных идентична.

76.Состав ядра. Характеристика ядра. Изотопы.

Ядро атома состоит из элементарных частиц- протонов и нейтронов.(установлено Дж. Гедвиком в1932 г.) Общее название составных частей ядра – нуклоны.

Протоны имеют положительный заряд, равный по абсолютному значению заряду электрона. Нейтроны – электрически нейтральны.

Число протонов в ядре равна атомному номеру Z, т.е. порядковому номеру элемента в таблице Менделеева.

Изото́пы— разновидности атомов (и ядер) одного химического элемента с разным количеством нейтронов в ядре.

Перечислим основные характеристики ядер,:

· Размеры ядер. -Размеры ядер различных атомов составляют несколько фемтометров, что в более чем в 10 тысяч раз меньше размеров самого атома.Фемтоме́тр — единица измерения, равная 10⁻¹⁵ метра. Иногда эту единицу называют ферми,

· Энергия связи нуклонов в ядре и масса ядер. -Масса стабильных ядер меньше суммы масс входящих в ядро нуклонов, - разность этих величин и определяет энергию связи ядра E_{св.Из-за разницы в числе нейтронов изотопы элемента имеют разную массу, которая является важной характеристикой ядра. В ядерной физике массу ядер принято измерять в атомных единицах массы.Для определения массы ядра нужно из массы атома вычесть сумму масс всех электронов.}

· Спин ядер и изоспин. -Поскольку нуклоны обладают собственным механическим моментом, или спином, равным (гервь), то и ядра должны иметь механические моменты. Кроме того, нуклоны участвуют в ядре в орбитальном движении, которое также характеризуется определённым моментом количества движения каждого нуклона. Орбитальные моменты принимают только целочисленные значения (постоянная Дирака). Все механические моменты нуклонов, как спины, так и орбитальные, суммируются алгебраически и составляют спин ядра.Как основное, так и возбужденные состояния ядер - помимо рассмотренных выше энергии, спина и четности – характеризуются квантовыми числами, которые называются изоспином.

· Спектры ядер.

· Электромагнитные моменты ядра и нуклонов

 

 

77.Ядерные силы. Их свойства и природа.

Ядерные силы – это силы притяжения, которые удерживают нуклоны (протоны и нейтроны) внутри ядра.

Ядерные силы относятся к так называемым сильным взаимодействиям и существенно отличаются по своим свойствам от электромагнитных и гравитационных. В полной мере природа ядерных сил до настоящего времени не выяснена. Даже для простейшей системы из двух нуклонов неизвестна зависимость ядерных сил от расстояния между нуклонами. Короткодействие ядерных сил и свойство насыщения, многообразие свойств ядерных сил не позволяют создать законченную теорию, подобную квантовой электродинамики для расчета свойств атомов.

Перечислим свойства ядерных сил и укажем на экспериментальные факты, подтверждающие эти свойства.

1. Огромная энергия связи нуклонов в ядре свидетельствует о том, что между нуклонами действуют силы притяжения, что подтверждается существованием стабильных ядер. Эти силы самые интенсивные в природе.

2. Уже первые опыты Резерфорда показали, что ядерные силы – короткодействующие. Это свойство ядерных сил подтверждается многочисленными данными по измерению размеров атомных ядер. Ядерные силы удерживают нуклоны на расстояниях ~ (1,2 ÷ 1,4) · см. Прирасстоянияхмеждунуклонами, превышающих 2· смдействиеядерныхсилнеобнаруживается, тогдакакнарасстоянияхменьших 1· см, притяжениенуклоновзаменяетсяотталкиванием.

3. На расстояниях, где между протонами действуют ядерные силы притяжения, они превосходят кулоновские силы отталкивания приблизительно в 100 раз, действие которых на этих расстояниях также очень велико. Короткодействие ядерных сил приводит к резкому разграничению областей, где действуют только дальнодействующие кулоновские силы, или только ядерные, которые подавляют кулоновские силы на малых расстояниях.

Природа ядерных сил электростатическая. При этом нейтроны на малом расстоянии образуют электростатическое поле, обеспечивающее ядерные силы связи их с протонами и нейронами в ядре атома. Такое сильное взаимодействие возможно за счёт малых размеров протона.

 

78. Дефект массы и энергия связи ядра.

Энергией связи называют энергию, равную работе, которую надо совершить, чтобы расщепить ядро на свободные нуклоны.

Е связи = - А

По закону сохранения энергия связи одновременно равна энергии, которая выделяется при образовании ядра из отдельных свободных нуклонов.

 

79. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада.

Радиоактивность, самопроизвольное (спонтанное) превращение неустойчивого изотопа химического элемента в другой изотоп (обычно — изотоп другого элемента).

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

сформулировав следующим образом:

Во всех случаях, когда отделяли один из радиоактивных продуктов и исследовали его активность независимо от радиоактивности вещества, из которого он образовался, было обнаружено, что активность при всех исследованиях уменьшается со временем по закону геометрической прогрессии.

80.Виды радиоактивного распада и их реакции. Превращение нуклонов.

Радиоакти́вныйраспа́д— спонтанное изменение состава нестабильных атомных ядер путём испускания элементарных частиц или ядерных фрагментов.

Альфа – распад

В результате альфа-распада радиоактивный элемент превращается в другой элемент, порядковый номер которого на 2 единицы, а массовое число на 4 единицы, меньше.

Бета-распад

Такой процесс распада нейтронов характерен для ядер с большим количеством нейтронов.

В результате бета-распада образуется новое ядро с таким же массовым числом, но с большим на единицу зарядом.