Атомное ядро и энергия связи: 11 класс
Считаем энергию, запасённую в ядре, разбираемся с видами распада, законом распада и ядерными реакциями. Ниже — кратко о главном, таблица, формулы и частые ошибки.
Все 12 заданий темы — в полном тренажёре
- Подсказка и пошаговое решение каждой задачи
- 5 уроков с теорией и чертежами
- Отчёт для родителя: что решено и где ошибки
Пробуйте. Условия — для родителей
Уровни сложности
В теме 12 заданий на 4 уровнях: разминка, основной, сложный, со звёздочкой.
Атомное ядро и энергия связи — кратко
Считаем энергию, запасённую в ядре, разбираемся с видами распада, законом распада и ядерными реакциями.
- Δm = Z · mp + N · mn − MяEсв = Δm · c21 а. е. м. ≈ 931,5 МэВ
- N = N0 · 2−t : Tt = k · T ⇒ N = N02k
- Нуклонная модель ядра
Ядро состоит из протонов и нейтронов — нуклонов. Число протонов Z (зарядовое число) равно порядковому номеру элемента; число нейтронов N; массовое число A = Z + N — общее число нуклонов. Ядро обозначают символом элемента, слева сверху пишут A, слева снизу Z, например 23892U.
- Энергия связи
Энергия связи ядра Eсв — наименьшая энергия, которую нужно затратить, чтобы разделить ядро на отдельные нуклоны. Столько же энергии выделяется при образовании ядра из нуклонов.
- Определение
Радиоактивность — самопроизвольное превращение неустойчивых атомных ядер в другие ядра с испусканием частиц. Её нельзя ускорить или замедлить нагреванием, давлением или химическими реакциями: это свойство ядра, а не атома.
- Период полураспада
Период полураспада T — время, за которое распадается половина имеющихся радиоактивных ядер. Он не зависит ни от числа ядер, ни от внешних условий и для разных изотопов составляет от долей секунды до миллиардов лет.
- Определение
Ядерная реакция — превращение атомных ядер при взаимодействии с элементарными частицами или друг с другом. В ядерных реакциях выполняются законы сохранения электрического заряда, числа нуклонов (сумм нижних и верхних индексов), энергии и импульса.
Атомное ядро и энергия связи в таблице
| Изотоп | Период полураспада | Где встречается |
|---|---|---|
| радон-222 | 3,8 сут | воздух подвалов, горные породы |
| йод-131 | 8 сут | медицина; выброс при авариях АЭС |
| кобальт-60 | 5,3 года | лучевая терапия, стерилизация |
| цезий-137 | 30 лет | продукт деления урана |
| углерод-14 | 5730 лет | живые организмы — датировка |
| уран-238 | 4,5 млрд лет | земные породы — возраст Земли |
Пример с ответом
Условие. Сколько протонов, нейтронов и электронов в атоме урана 23892U?
Ответ. 92 протона, 146 нейтронов, 92 электрона.
3 шага с пояснениями — в полном тренажёре, в уроке «Состав ядра и ядерные силы».
Открыть разбор →Частые ошибки
-
Ошибка 1A — число всех нуклонов. Нейтронов N = A − Z. У урана-238 нейтронов 146, а не 238.
-
Ошибка 2Ядерные силы короткодействующие: уже на расстоянии нескольких размеров нуклона они практически исчезают. Поэтому за пределами ядра их не видно, а кулоновское отталкивание остаётся.
-
Ошибка 3Масса ядра всегда меньше суммы масс свободных нуклонов на дефект масс Δm = Eсв : c2. Без этой разницы ядро не было бы связано.
Физика · 11 класс
Что внутри темы
- Урок 1Состав ядра и ядерные силы
- Урок 2Энергия связи ядра
- Урок 3Радиоактивность
- Урок 4Закон радиоактивного распада
- Урок 5Ядерные реакции
В полном тренажёре — 5 уроков с теорией и чертежами, задания 3 уровней, подсказки и разбор каждой задачи.
Чему научится ученик
- Находить число протонов и нейтронов в ядре
- Объяснять свойства ядерных сил
- Вычислять дефект масс и энергию связи ядра
- Записывать альфа- и бета-распад по правилам смещения
- Применять закон N = N0 · 2−t : T
- Вычислять энергетический выход ядерной реакции
Ключевые понятия:нуклонзарядовое числомассовое числоизотопядерные силыатомная единица массыдефект массэнергия связиудельная энергия связирадиоактивностьправила смещенияпериод полураспадазакон радиоактивного распадаядерная реакцияэнергетический выход реакции
Что требует школьная программа
Описывать нуклонную модель ядра и ядерные силы; вычислять дефект масс, энергию связи и удельную энергию связи; описывать виды радиоактивного излучения и правила смещения; применять закон радиоактивного распада; записывать ядерные реакции на основе законов сохранения и вычислять их энергетический выход.
Что повторить и что дальше
Постулаты Бора и спектры атомаФизика, 11 класс
Физика, 11 классВопросы
Атомное ядро и энергия связи · 11 классВ каком классе проходят тему «Атомное ядро и энергия связи»?
В 11 классе, предмет «Физика».
Что повторить перед этой темой?
Постулаты Бора и спектры атома (11 класс).
Что можно решить бесплатно?
Несколько задач прямо на этой странице. Подсказки, пошаговые решения и задания всех уровней — в полном тренажёре, первые 14 дней бесплатно.
Все темы 11 класса и отчёт для родителя
Первые 14 дней полный тренажёр бесплатно.
