Главная >> Учебник по физике 9 класс. Генденштейн. Кайдалов

 

 

 

Глава 2. Атомы и звезды

 

       

Главное в § 21-23

  • Атом является составным: он состоит из положительно заряженного ядра, в котором сосредоточена почти вся масса атома, и электронов.
  • Существование атомного ядра открыл на опыте английский физик Э. Резерфорд. Он предложил планетарную модель атома, согласно которой электроны движутся вокруг атомного ядра подобно тому, как планеты движутся вокруг Солнца.
  • Сплошные спектры излучения дают раскаленные твердые и жидкие тела.
  • Линейчатые спектры излучают вещества в газообразном атомарном состоянии. У каждого химического элемента свой линейчатый спектр излучения, отличный от спектров других элементов. Это позволяет с высокой точностью определять химический состав вещества.
  • Определение химического состава вещества по линейчатым спектрам излучения называют спектральным анализом.
  • Непрерывный спектр излучения, на фоне которого видны темные линии, называют спектром поглощения. Для каждого элемента линейчатые спектры излучения и поглощения совпадают.
  • Согласно предложенной Н. Бором теории атома электроны в атомах движутся только по определенным орбитам, называемым стационарными. Когда электрон находится на стационарной орбите, атом не излучает и не поглощает электромагнитное излучение. При переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую атом излучает или поглощает электромагнитное излучение только определенной частоты.
  • Ядра атомов состоят из положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов. Заряд протона равен по модулю заряду электрона, а массы протона и нейтрона примерно равны.
  • Протоны и нейтроны имеют общее название — нуклоны. Масса одного нуклона примерно в 2000 раз больше массы электрона.
  • Число протонов в ядре называют зарядовым числом и обозначают Z. Электрический заряд ядра Ze.
  • Зарядовое число ядра совпадает с номером соответствующего химического элемента в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева. Зарядовым числом ядра атома определяются химические свойства элемента.
  • Число нейтронов в ядре обозначают N. Величину А = Z + N, равную общему числу нуклонов в данном ядре, называют массовым числом. Масса ядра приближенно равна произведению массового числа на массу одного нуклона.
  • Ядро атома обозначают так же, как и соответствующий химический элемент, ставя перед ним вверху массовое число, а внизу — зарядовое число.
  • Между нуклонами действуют очень большие силы притяжения, которые называют ядерными силами.
  • Состав радиоактивного излучения: α-лучи (пучок ядер гелия 9); β-лучи (пучок быстрых электронов); γ-лучи — пучок электромагнитного излучения очень большой энергии (γ-излучение).
  • При испускании ядром а-частицы массовое число ядра уменьшается на 4, а зарядовое число ядра уменьшается на 2.
  • При испускании ядром β-частицы (электрона) массовое число ядра остается неизменным, а зарядовое — увеличивается на 1.
  • При γ-излучении ядро остается ядром того же химического элемента с тем же массовым числом.
  • Периодом полураспада для данного изотопа называют промежуток времени, в течение которого распадается половина начального числа ядер.
  • Ядерными реакциями называют изменения атомных ядер при взаимодействии их друг с другом или с другими частицами (в том числе когда частицы испускаются ядрами).
  • В ядерных реакциях сохраняются общее число нуклонов (массовое число) и электрический заряд (зарядовое число). Поэтому сумма верхних индексов в левой и правой частях уравнения ядерной реакции одинакова; сумма нижних индексов в левой и правой частях уравнения ядерной реакции также одинакова.
  • Энергия, выделяющаяся в ядерной реакции, может в миллионы раз превосходить энергию, выделяющуюся в химических реакциях (для той же массы).
  • Реакциями деления называют реакции, в которых из «тяжелых» ядер с большим массовым числом образуются ядра, «средние» по массовому числу. Примером реакции деления является деление ядра урана.
  • Реакциями синтеза называют реакции, в которых из менее массивных ядер образуются более массивные ядра. Реакции синтеза идут только при очень высокой температуре, поэтому их называют также термоядерными реакциями.
  • Термоядерные реакции — основной источник энергии звезд.
  • Цепной ядерной реакцией называют ядерную реакцию, в которой число делящихся ядер увеличивается со временем или остается постоянным (управляемая ядерная реакция).
  • Устройство, в котором осуществляется управляемая цепная ядерная реакция, называют ядерным реактором.
  • Энергией связи ядра называют энергию, необходимую для расщепления ядра на отдельные нуклоны. Энергию связи, приходящуюся на один нуклон, называют удельной энергией связи.
  • Выделение энергии происходит в таких ядерных реакциях, в которых удельная энергия связи увеличивается.
  • Первая в мире атомная электростанция была построена в СССР. Сегодня доля атомных электростанций в общем мировом производстве электроэнергии составляет около 15 %.
  • Для работы атомной электростанции необходимо очень малое по массе количество топлива по сравнению с тепловой электростанцией. Запасов ядерного топлива хватит на несколько столетий.
  • В настоящее время значительно усовершенствована система обеспечения безопасности атомных электростанций.
  • Радиоактивное излучение опасно для живых организмов, потому что оно вызывает ионизацию атомов (поэтому его называют также ионизирующим излучением).
  • Наибольшей проникающей способностью обладают рентгеновское и гамма-излучение: задержать их может только массивная свинцовая или бетонная преграда. Велика также проникающая способность нейтронов.
  • Наименьшая проникающая способность у потока α-частиц (задерживается даже одеждой)
  • Воздействие радиоактивного излучения на организм характеризуют поглощенной дозой излучения D, которая равна отношению поглощенной телом энергии Е к массе тела m, то есть Единицей измерения поглощенной дозы излучения в СИ является грей (Гр):
  • Естественный радиационный фон обусловлен радиоактивностью окружающей среды и космическими лучами. Естественный радиационный фон составляет около 2 мГр в год на человека и не представляет опасности.
  • Самой перспективной для осуществления управляемого термоядерного синтеза считают реакцию синтеза ядер гелия из ядер дейтерия и трития. Принципиальное решение осуществления управляемого термоядерного синтеза предложили А. Д. Сахаров и И. Е. Тамм.
  • В Солнечной системе 8 так называемых больших планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун (планеты перечислены в порядке удаления от Солнца).
  • Планеты земной группы — Меркурий, Венера, Земля и Марс; планеты-гиганты — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
  • Планеты земной группы имеют сравнительно небольшие размеры. Крупный спутник (Луна) есть только у Земли.
  • У Меркурия нет атмосферы.
  • У Венеры очень плотная атмосфера из углекислого газа. Давление у поверхности Венеры в 90 раз больше, чем давление у поверхности Земли. Вблизи поверхности Венеры температура около 450 °С.
  • Луна движется вокруг Земли, вращаясь при этом вокруг своей оси так, что Луна всегда обращена к Земле одной стороной.
  • У Марса есть атмосфера, но давление вблизи поверхности планеты примерно в 150 раз меньше давления у поверхности Земли. Атмосфера Марса состоит в основном из углекислого газа.
  • Планеты-гиганты — огромные газовые шары с твердыми ядрами.
  • У всех планет-гигантов много спутников, причем некоторые из них больше Луны.
  • Между орбитами Марса и Юпитера обращаются миллионы мелких планет и небольших космических тел неправильной формы. Это — астероиды.
  • Солнечная система образовалась 4,6 млрд лет назад из холодного газопылевого облака, состоящего в основном из водорода и гелия с небольшой примесью других веществ.
  • Источником энергии Солнца и других звезд являются реакции термоядерного синтеза.
  • Расстояния до ближайших звезд исчисляются световыми годами.
  • Световым годом называют расстояние, которое свет пролетает в вакууме за один год.
  • Звезды отличаются друг от друга по размеру и цвету, причем одна звезда в течение своей жизни изменяет свой размер и цвет.
  • Рождаются звезды под действием сил гравитации: облако разреженного газа сжимается и нагревается. Когда температура в центре облака достигает нескольких миллионов градусов, начинаются термоядерные реакции синтеза. Через некоторое время (миллионы или миллиарды лет) звезда становится красным гигантом, а затем — белым карликом.
  • Звезды могут взрываться: это так называемые взрывы новых и сверхновых.
  • Млечный Путь — огромная звездная система, имеющая форму выпуклой линзы. Этой звездной системе, которую назвали Галактикой, принадлежит и Солнце. Диаметр Галактики около 100 000 световых лет, причем Солнце находится на расстоянии примерно 30 тыс. световых лет от центра Галактики.
  • Сегодня астрономы установили, что существуют миллиарды галактик. Одна из ближайших к нам — галактика Андромеды: до нее около 2 млн световых лет.
  • Американский астроном Э. Хаббл установил, что большинство галактик удаляются от нас, причем скорость удаления галактики прямо пропорциональна расстоянию до нее (закон Хаббла).
  • Вселенная расширяется: примерно 13 млрд лет назад все галактики начали разбегаться из очень малой области пространства. Начало Вселенной называют Большой взрыв.

     

  •