Главная » Все файлы » Просмотр файлов из архивов » Файлы формата DJVU » Г.С. Ландсберг - Элементарный учебник физики (том 3). Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика

Г.С. Ландсберг - Элементарный учебник физики (том 3). Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика, страница 108

DJVU-файл Г.С. Ландсберг - Элементарный учебник физики (том 3). Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика, страница 108 Физика (2686): Книга - 4 семестрГ.С. Ландсберг - Элементарный учебник физики (том 3). Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика: Физика - DJVU, страница 108 (2686) - СтудИ2019-05-09СтудИзба

Описание файла

DJVU-файл из архива "Г.С. Ландсберг - Элементарный учебник физики (том 3). Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физика" из 4 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. .

Просмотр DJVU-файла онлайн

Распознанный текст из DJVU-файла, 108 - страница

Ядерная энергия проявляется при л ю б ы х превращениях ядер. Рассмотрим в качестве примеров ядерные реакции а-частицы с бериллпем и азотом, с которыми мы познакомились в 9 2!8 н 220. В результате реакцнн (220.1) образуются ядро углерода и нейтрон ,'В е + ,'Не — г»»С -~- и. (226.1) Измерения показывают, что кинетическая энергия продуктов этой реакции б о л ь ш е (на 5,7 МэВ) кинетической энергии исходных ядер. В этой реакции происходит, следовательно, превращение скрытой ядерной энер"ии в кинетическую. В реакции (218.1) г»Х + .,'Не — "О+ ',Н суммарная кинетическая энергия ядра кислорода ("„0) и протона (',Н), как оказывается, м е н ь ш е (на 1,2 МэВ) кинетической энергии а-частицы, вызывающей реакцию (ядро азота в начальный момент покоилось).

Таким образом, в этой реакции, наооорот, кинетическая энергия превращается в ядернуго; запас последней в продуктах реакции больше, чем в исходных ядрах. Ядерная энергия, переходягцая в кинетическую или обратно, может быть вычислена, если известны точные значения масс всех участ.

ву1оптих в реакции ядер. Действительно, по закону сохранения энергии «) Вместо термина «ядерная энергия» часто употребляют менее точный термин «атомная энергия». 559 приращение кинетической энергии равно убыли внутренней энергии ядер. Убыль же внутренней энергии, согласно закона Эйнштейна, равна разности масс покоя исходных и конечных продуктов реакции, умноженной на сз. Рассмотрим, например, реакиню (226.1). Массы частиц, участвующих в реакпия, приведены ниже: Масса 1, и. с. м.

Сумма масс, а. с. м. Частица 13,0189 13,0128 ',Ве сНе "С с я 9,0150 4,0039 12,0038 1,0090 Л!асса исходных частиц больше массы конечных продуктов на 13,0189 — 13,0128=0,006! а, е, м. В результате'реакции внутренняя энергия частиц уменьшается за**) 0,0061 930=5,7 МзВ. Как отмечалосзч прямые измерения показывают, что кинетическая энер- гия продуктов реакции как раз на такую величину (5,7 МэВ) превосхо- дит кинетическую энергию исходных ндер. Мы имеем здесь еще одно до- казательство справедливости соотношения Ес= те'. Ядерная энергия подобна химической в том отношении, что оба вида энергии проявляются в процессах и р е в р аще н и я ч а ст и ц.

Химическая энергия проявляется в процессах превращения молекул (т. е. в химических реакциях), ядерная энергия — в процессах превращения атомных ядер (т. е. в ядерных реакциях). Между ядерной и химической энергиями существует резкое различие в масштабе. Энергия химических реакций измеряется электронвольтами (так, например, при горении углерода освобождается энергия 4,! эВ на молекулу СОс). Энергия ядерных превращений измеряется уже не электронвольтами, а м е г аз л е к т р о н в о л ь т а м и, т.

е. по порядку величины *) В первых трех строчках этой таблицы, как принято, приведены массы покоя нейтральных атомов. Они получены из измерений с масс-спектрометрами. Числа электронов в правой и левой частях уравнения ядерной реакпии равны. Поэтому при вычислении разностей электронные массы сокращаются, и мы получаем разности масс ядер. ") Энергия покоя, приходящаяся иа одну атомную единицу массы, равна 930 МэВ: 1 а. е. м. си=1,66 !О-з'(3.10')з=! 49.10-га Дж= =1,49 10-гс!(1,6 10 гс) эВ 93 10иэВ=930МэВ. она в миллион раз больше. Большой масштаб энергии ядерных процессов обусловлен громадной величиной ядерных сил (см. 5225). Ядерные превращения, в которых запасы скрытой ядерной энергии переходят в другие виды энергии, играют большую роль в природе, а с 40-х годов нашего века и в технике.

Простейшие из таких превращений — это явления радиоактивного распада. Как отмечалось в ~ 215, энергия радиоактивных излучений превращается в конечном счете в тепло. Радиоактивное тепло имеет важное геологическое значение: распад содержащихся в земной коре урана, торня и калия является тем источником энергии, который обеспечивает высокую температуру в недрах Земли.

Однако значение естественной радиоактивности как технического источника энергии ничтожно: все сколько-нибудь распространенные на Земле радиоактивные элементы распадаются слишком медленно, и способов ускорить их распад пока не существует.

В отличие от радиоактивности при ядерных реакциях скорость выделения энергии может изменяться в широких пределах, а выделяемая энергия достигать грандиозных величин. Ядерные реакции являются единственным из известных источников, обладающих достаточным запасом энергии, чтобы поддерживать лучеиспускание звезд в течение всего времени их существования, т. е. миллиарды лет. Как показывают астрофизические данные, в недрах звезд господствуют температуры, измеряемые миллионами и десятками миллионов градусов.

Прн таких температурах атомы почти полностью ионизованы; вещество находится в состоянии, называемом плазмой, т. е, представляет собой газ из электронов и «голых» атомных ядер, хаотически движущихся с огромными скоростями. Скорости хаотического движения так велики, что, несмотря на электрическое отталкивание заряженных ядер, между ними происходят столкновения, приводящие к ядерным реакциям. При достаточно высокой начальной температуре звезды число реагирующих ядер будет очень велико.

Приток освобождающейся ядерной энергии покроет потери энергии на световое излучение, и звезда не будет остывать илв даже будет нагреваться. В этом случае ядерная реакция, начавшись, обеспечивает условия для своего продолжения (т. е. поддерживает высокую температуру среды). Она будет продолжаться поэтому, пока не истощится запас «ядерного горючего», т. е. пока не будут использованы способные реагировать ядра. 561 «Ядерным горючим» могут служить бериллий в сочетании с гелием (реакция (226.!)), литий, тяжелый водород и другие вещества. Но все эти вещества содержатся в звездах в относительно малых количествах и могут являться источником энергия только на отдельных сравнительно коротких этапах эволюции звезды. В вастоящее время принимается, что основным «ядерным горючнмл, способным обеспечивать звезды энергией в течение многих миллиардов лет, является водород.

Водород — главная составная часть звездного вещества. Опыты и теория ядерных реакцвй показывает, что путем нескольких псследова. тельных ядерных реакций водород способен превращаться в гелий. Суммарный результат этих реакций выражается уравнением 4(Н ~»Не+ 2е ' + 2», т. е. четыре протона образуют ядро гелия, два позитрона и два нейтрино. При зто»1 выделяется энергая (с учетом аннигиляции позитронов) около 27 5(эВ, т.

е. около 650 миллиардов джоулей на о д и н г р а м и водорода(!). Превращение водзрота в гелий служит по совреченныч представлениям истопнице»~ энергии заезд, в том числе и нашего Солнца. Нетруд. но подсчи тать, что расход водорода Солнцем за (00 лет составляет всего лишь около одной »1иллнардиой доли кассы Солнца"). Ядерную реакцию, идущую за счет высокой температу. ры среды, называют т е р и о я д е р н о й. Встает вопрос, как <поджигаются» термоядерные реакции в звездах. Вероятной причиной первоначального нагрева, «поджигающего» реакцию, является сжатие звездного вещества под действием сил тяготения, т. е. превращение потенциальной энергии тяготения во внутреннюю энершпо.

Освобождение больших количеств ядерной энергии в земных условиях долгое время казалось вряд ли достижимой мечтой. Способы получения огромных температур (миллионы градусов), необходимых для «поджнгания» термоядерной реакции, не были тогда известны. Использование же частиц, ускоренных ускорителями, не сулило перспектив. Как отмечено в 2 219, быстрые заряженные частицы при движении в среде расходуют энергию на ионизацию и возбуждение атомов и вызывают ядерные реакции лишь с малой вероятностью. Ввиду этого затрата энергии на предварительное ускорение частиц превосходит выигрыш энергии от ядерной реакции. Положение коренным образом изменилось, когда в 1939 г. изучение свойств нейтронов увенчалось открытием новой ядерной реакции — реакции деления атомных ядер, установленной немецкими физиками Отто Ганом (1879 †19) и Фрицем Штрассманом (1909 †19).

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
4986
Авторов
на СтудИзбе
471
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее