Перейти к содержанию

Атомная и ядерная физика: спектры, распад, энергия связи и реакции

Физика 12 класс Сложность 4/5

Начало урока

Атомная и ядерная физика: спектры, распад, энергия связи и реакции

Дискретные квантовые энергии объясняют линейчатые спектры, а связь массы и энергии и законы сохранения — устойчивость ядер и энергию реакций.

Цели обучения

  • связывать спектральные линии с энергией фотона и переходами;
  • использовать закон распада, активность и период полураспада;
  • различать альфа-, бета- и гамма-процессы;
  • вычислять дефект массы и энергию связи;
  • балансировать ядерные уравнения и трактовать $Q$-значение.

1. Энергетические уровни и спектры

Связанные электроны занимают дискретные уровни. При поглощении фотон даёт энергию $E_\gamma=hf=hc/\lambda$, точно равную разности уровней. При переходе вниз испускается фотон: $hf=E_i-E_f$. У каждого элемента свой набор уровней, поэтому линии служат спектральным «отпечатком». Непрерывный спектр возникает из плотного набора тепловых энергий, а изолированные атомы дают линейчатый спектр.

верхний уровеньсредний уровеньосновной уровеньпоглощениеиспускание

2. Радиоактивный распад

Распад отдельного ядра спонтанен и случаен, но большая совокупность описывается статистически: $N=N_0e^{-\lambda t}$, активность $A=\lambda N$, период полураспада $t_{1/2}=\ln2/\lambda$. Через $n$ периодов остаётся доля $(1/2)^n$. Единица активности — беккерель: $1\,Bq=1$ распад в секунду.

Продолжите этот урок на YourAIZone

В полном уроке — объяснение целиком, разобранные примеры, частые ошибки, тесты с мгновенной проверкой и ИИ-репетитор. Начните сразу как гость или создайте аккаунт, чтобы сохранять прогресс.

В полном уроке

  • Объяснение целиком
  • Разобранные примеры
  • Частые ошибки и как их избежать
  • Тестовые вопросы: 15
  • ИИ-репетитор, который отвечает на вопросы по теме
  • Отслеживание прогресса для ученика, родителей и учителя