Presentation 7

1.

2. Предмет и задачи

• Атомная физика
изучает:
• строение атома
• электронные
оболочки
• спектры излучения
• Ядерная физика
изучает:
• строение ядра
• ядерные реакции
• радиоактивность

3. История и модели атома

• Демокрит — идея
неделимых частиц
• Модель Томсона
(“пудинг”)
• Опыт Резерфорда
(рассеяние αчастиц)
• Модель Бора
(квантование)

4. Строение атома

• Ядро:
• протоны (p⁺)
• нейтроны (n⁰)
• Электроны (e⁻) образуют
оболочку
• Радиус атома ~10⁻¹⁰ м
• Радиус ядра ~10⁻¹⁵ м

5. Характеристики частиц

• Заряд электрона: −1.6×10⁻¹⁹ Кл
• Масса электрона: 9.1×10⁻³¹ кг
• Масса протона ≈ масса
нейтрона
• Электрон легче протона в
~1836 раз

6. Квантовая механика

• Волновокорпускулярный
дуализм
• Уравнение
Шрёдингера
(качественно)
• Принцип
неопределённости:
• Δx⋅Δp ≥ ℏ/2

7. Энергетические уровни

Дискретные уровни
энергии
Формула энергии
фотона:
E = hν
Переходы между
уровнями →
излучение/поглощен
ие

8. Спектры атомов

• Линейчатый спектр
• Каждый элемент
имеет уникальный
спектр
• Формула Ридберга:

9. Радиоактивность

Радиоактивност
ь
• α-распад (ядро
гелия)
• β-распад (электрон
/ позитрон)
• γ-излучение (фотоны
высокой энергии)
• Закон сохранения
выполняется

10. Ядерные силы

• Сильное
взаимодействие
• Короткодействующе
е (~10⁻¹⁵ м)
• Независит от
заряда
• Удерживает
нуклоны

11. Деление ядра

• Деление тяжёлых
ядер (U-235)
• Выделение энергии
• Цепная реакция
• Условие:
критическая масса

12. Термоядерный синтез

• Слияние лёгких ядер (H → He)
• Температура ~10⁷–10⁸ K
• Энергия Солнца
• Более эффективен, чем деление

13. Энергия и формула Эйнштейна

• E=mc2E = mc^2E=mc2
• Масса → энергия
• Малые массы → огромная
энергия

14. Применение

• АЭС
• Медицина
• Космос
• Риски: радиация,
оружие

15. Итог и заключение (сильный финал)

• Атомная и ядерная физика
раскрывают фундаментальную
структуру материи
• Энергия, заключённая в ядре,
колоссальна и практически
неисчерпаема
• Современные технологии напрямую
зависят от этих знаний
• Использование ядерной энергии
требует строгого контроля и
ответственности
• Будущее науки связано с развитием
термоядерного синтеза