Строение атомного ядра. Ядерные силы. Дефект массы и энергия связи ядра. Удельная энергия связи ядер

Атом состоит из ядра и электронов. Ядро было открыто в опытах Эрнест Резерфорд. Оно занимает очень малый объём, но содержит почти всю массу атома.

1. Состав ядра

Ядро состоит из частиц:

  • протоны — имеют положительный заряд;
  • нейтроны — не имеют заряда.

Общее число частиц называется массовым числом A:

display style A equals Z plus N

где:

  • Z — число протонов;
  • N — число нейтронов.

display style blank

Наглядная схема строения ядра

Image

Image

Image

2. Ядерные силы

Внутри ядра протоны отталкиваются (из-за электрического заряда), но ядро не распадается. Это объясняется действием ядерных сил.

Свойства ядерных сил:

  • очень сильные;

  • действуют на малых расстояниях;

  • не зависят от заряда частиц;

  • обладают свойством насыщения.

 Эти силы удерживают ядро вместе.

3. Дефект массы

Масса ядра меньше суммы масс отдельных протонов и нейтронов.

display style straight capital delta m equals not stretchy left parenthesis Z m subscript p plus N m subscript n not stretchy right parenthesis minus m subscript text ядра end text end subscript

 Это различие называется дефектом массы.

4. Энергия связи ядра

Дефект массы связан с энергией по формуле Альберт Эйнштейн:

display style E equals straight capital delta m c squared

Энергия связи — это энергия, необходимая для разрыва ядра на отдельные частицы.

Наглядная схема дефекта массы

Image

Image

Image

5. Удельная энергия связи

Это энергия связи, приходящаяся на один нуклон:

display style E subscript text уд end text end subscript equals E over A

 Показывает устойчивость ядра.

6. Зависимость устойчивости

  • Лёгкие ядра → малая энергия связи;

  • Средние ядра (например, железо) → максимальная устойчивость;

  • Тяжёлые ядра → менее устойчивы.

Наглядная схема зависимости

Image

7. Физический смысл

  • При делении тяжёлых ядер выделяется энергия;

  • При синтезе лёгких ядер тоже выделяется энергия;

  • Это основа ядерной энергетики и термоядерных реакций.

8. Значение темы

  • объясняет устойчивость атомов;

  • лежит в основе ядерной физики;

  • используется в энергетике;

  • помогает понять процессы в звёздах.

9. Итоги

  • Ядро состоит из протонов и нейтронов;

  • Ядерные силы удерживают нуклоны;

  • Дефект массы связан с энергией связи;

  • Удельная энергия показывает устойчивость ядра;

  • Максимальная устойчивость у средних элементов.

Вопросы для самопроверки

  1. Кто открыл атомное ядро?

  2. Из каких частиц состоит ядро?

  3. Что такое массовое число?

  4. Какие свойства имеют ядерные силы?

  5. Что называется дефектом массы?

  6. Как связаны масса и энергия?

  7. Что показывает удельная энергия связи?

  8. Почему железо считается наиболее устойчивым?

Последнее изменение: Пятница, 10 Апрель 2026, 17:45