Atomic Nucleus: Properties and Rutherford Experiment

Choose a study mode

Play Quiz
Study Flashcards
Spaced Repetition
Chat to Lesson

Podcast

Play an AI-generated podcast conversation about this lesson
Download our mobile app to listen on the go
Get App

Questions and Answers

Резерфорд тәжірибесінде альфа-бөлшектердің шашырауын зерттеу не үшін маңызды болды?

  • Ядроның зарядын және орналасуын анықтау үшін (correct)
  • Изотоптардың периодтық жүйедегі орнын анықтау үшін
  • Атомдардың ішінде электрондардың бар екенін дәлелдеу үшін
  • Атомдардың байланыс энергиясын анықтау үшін

Томсон моделі бойынша атомда электрондар қалай орналасқан?

  • Нақтылы орбиталар бойынша ядро айналасында
  • Сфераның әр жерінде бейтарап болатындай мөлшерде (correct)
  • Атомның центрінде шоғырланған
  • Бүкіл көлемге біркелкі таралған

Резерфорд моделінің классикалық физикамен сәйкес келмеуінің негізгі себебі неде?

  • Атомның массасы электрондардың массасынан аз.
  • Ядроның заряды электрондардың зарядына тең.
  • Электрондардың ядроға құлауы. (correct)
  • Ядроның айналасында қозғалатын электрондар энергия шығармайды.

Атом ядросының заряды неге байланысты?

<p>Протондардың санына (D)</p> Signup and view all the answers

Изотоптар дегеніміз не?

<p>Протондары бірдей, нейтрондары әртүрлі элементтер (D)</p> Signup and view all the answers

Магниттік моменті бар бөлшектерді көрсетіңіз.

<p>Нейтрондар мен протондар (C)</p> Signup and view all the answers

Спин дегеніміз не?

<p>Бөлшектің өз осінен айналуына байланысты параметр (C)</p> Signup and view all the answers

Бозондар мен фермиондардың айырмашылығы неде?

<p>Бозондардың спині бүтін сан, ал фермиондардікі жартылай бүтін (B)</p> Signup and view all the answers

Ядролық күштердің қандай қасиеті зарядқа тәуелсіздігін көрсетеді?

<p>Протондар мен нейтрондар арасындағы әсерлесу күштері бірдей. (C)</p> Signup and view all the answers

Ядролық күштің әсер ету радиусы қандай?

<p>Шамамен 10^-15 м (D)</p> Signup and view all the answers

Ядролық реакциялар кезінде қандай шамалар сақталады?

<p>Энергия, импульс және электр заряды (D)</p> Signup and view all the answers

Атом энергиясын шығаратын немесе жұтпайтын стационар күйде болатын жағдайда қандай жорамал дұрыс?

<p>Атом энергиясын шығармайды да, жұтпайды. (D)</p> Signup and view all the answers

Альфа-ыдырау кезінде қандай элемент пайда болады?

<p>Массалық саны 4-ке, заряды 2-ге кем элемент (C)</p> Signup and view all the answers

В-ыдыраудың қандай қайшылықтары бар?

<p>Энергияның сақталу заңы бұзылады. (C)</p> Signup and view all the answers

Қандай жағдайда альфа және бета бөліктері пайда болады?

<p>Қозған туынды ядро (C)</p> Signup and view all the answers

Термодинамика тұрғысында ядролық реакцияны қалай түсіндіруге болады?

<p>Ядроны жоғары температураға дейін қыздырады (B)</p> Signup and view all the answers

Нейтронның әсерімен өтетін ядролық реакцияның қандай түрі тиімді?

<p>Жай нейтрондармен (C)</p> Signup and view all the answers

Ядролық реакцияларды зерттеу үшін қандай бөлшектер қолданылады?

<p>Әртүрлі бөлшектер (B)</p> Signup and view all the answers

Тізбектік реакция дегеніміз не?

<p>Нейтрондар шығару арқылы өздігінен іске қосылатын бөліну реакциясы (D)</p> Signup and view all the answers

Қандай шарт тізбектік реакцияның дамуына кепілдік береді?

<p>к &gt; 1 (A)</p> Signup and view all the answers

Микродүниедегі сақталу заңдарының ішінде бариондық зарядтың сақталу заңы нені білдіреді?

<p>Әлемде бариондар саны тұрақты. (C)</p> Signup and view all the answers

Фотондар қандай әсерлесулерге қатысады?

<p>Электромагниттік өзара әсерлесуге (B)</p> Signup and view all the answers

Изотоптық спин деп нені айтады?

<p>Кулон күйлер санын көрсететін кванттық сан (B)</p> Signup and view all the answers

Қандай процестерде бөгделіктің сақталу заңы орындалады?

<p>Күшті және электромагниттік әсерлесулерде (A)</p> Signup and view all the answers

Ядролық реакция кезінде шашырау дегеніміз не?

<p>Бастапқы бөлшектердің өзгеруі (A)</p> Signup and view all the answers

Мезондардың қандай негізгі қасиеттері бар?

<p>Изотоптық спиннің болуы (D)</p> Signup and view all the answers

Радиоактивті материалдардың ыдырауы кезінде не пайда болады?

<p>Альфа, бета және гамма сәулелері (D)</p> Signup and view all the answers

Ядролық физиканың туған жылы қай жыл болып саналады және неліктен?

<p>1898 жыл, Беккерель радиоактивтілікті ашты (C)</p> Signup and view all the answers

Мезондардың қандай түрлері белгілі?

<p>Пи-мезондар, каондар және эта-мезондар. (C)</p> Signup and view all the answers

Атомның электрондық қабаттарының құрылысы қандай екі ережеге негізделген?

<p>Энергияның минимумы және Паули принципі. (C)</p> Signup and view all the answers

Трансурандық элементтер дегеніміз не?

<p>Ураннан кейін периодтық жүйеде орналасқан элементтер. (D)</p> Signup and view all the answers

Ядролық күштердің спинмен байланысы қалай көрінеді?

<p>Ядроның байланыс энергиясы әр түрлі болады. (B)</p> Signup and view all the answers

Неліктен нейтрондар ядролық реакциялар үшін пайдаланылады?

<p>Ешқандай заряды жоқ (D)</p> Signup and view all the answers

Ядролық реакциялар тізбегін үзу үшін не істеу керек?

<p>Көбею коэффициентін азайту. (A)</p> Signup and view all the answers

Радиоактивті ыдырау жылдамдығына кандай шама байланысты?

<p>Изотоптың химиялық косылысына; (C)</p> Signup and view all the answers

Ядролық магнетон қандай шамаға тең?

<p>eh/2mpc (A)</p> Signup and view all the answers

Изотоптық спиннің сақталу заңы қандай күш түрінде орындалады?

<p>Күшті әсерлесу күші (D)</p> Signup and view all the answers

Кайта тарихи қатыуда негізгі бөлік кандай әсерлес берілген?

<p>Электромагниттік (A)</p> Signup and view all the answers

Кайсысына зарядсыз ағымдар тиіс?

<p>Нейтралдыққа (B)</p> Signup and view all the answers

Бөлшектің энергиясын өлшеу үшін қандай қондырғыға болады?

<p>Иондау камерасы (B)</p> Signup and view all the answers

Шашырау кесиңі қандай көрсеткен?

<p>Берілген жоқ (A)</p> Signup and view all the answers

Элементарлық бөлшектердің топтық энергиясы қандай анықталады?

<p>Дискретті (C)</p> Signup and view all the answers

Бірінші ашиқтардың әйгілейтіне не аныктайды?

<p>Аныкталу (D)</p> Signup and view all the answers

1958 жылы Рудольф Моссбауер не ашыққа салды?

<p>Жүрекішілік спектрін (A)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Atomic Nucleus

A system of protons and neutrons interacting within a nucleus.

Electrical Charge (Nucleus)

Number of protons in the nucleus.

Mass Number (A)

Total number of nucleons (protons + neutrons) in the nucleus.

Isotopes

Atoms with the same number of protons but different numbers of neutrons.

Signup and view all the flashcards

Nuclear Binding Energy

Energy released when nucleons bind to form a nucleus.

Signup and view all the flashcards

Proton (p)

Elementary particle with a positive charge and a mass of 1.6726 × 10^-27 kg.

Signup and view all the flashcards

Spin

The parameter of a particle like mass and charge. Can be linked to its spin.

Signup and view all the flashcards

Neutron

Subatomic particle with no charge.

Signup and view all the flashcards

Fermions

Particles with half-integer spin.

Signup and view all the flashcards

Bosons

Particles with integer спином.

Signup and view all the flashcards

Light nuclei

Nucleus with an equal number of neutrons and protons.

Signup and view all the flashcards

Nuclear forces

It is a type of potential energy. An interaction strength between the proton and neutron in a nucleus.

Signup and view all the flashcards

Short range Action

It decreases if distance is increased.

Signup and view all the flashcards

Transmutation

When a nuclei turns into another.

Signup and view all the flashcards

Lorentz model

A hypothesis of electromagnetic theory.

Signup and view all the flashcards

Stationally

Bohr specified atom doesn't radiate/absorb when motionless

Signup and view all the flashcards

Wavelengths emitted during atoms movement.

They are emitted or absorbed during transition, one stat orbit.

Signup and view all the flashcards

Study Notes

General Properties of the Atomic Nucleus

  • The atomic nucleus is discussed in detail.
  • The Rutherford experiment demonstrates scattering of alpha particles.
  • The nucleus is defined as a system of interacting protons and neutrons.
  • The nucleus has an electric charge and a mass number.
  • Atomic isotopes and isobars are defined.
  • The mass of the nucleus is detailed.
  • Nuclear binding energy is calculated.
  • Nuclear spin and magnetic moment are measured, involving bosons and fermions.
  • Pauli's exclusion principle is mentioned.

Rutherford Experiment

  • In the early 20th century, atoms considered real and consist of neutral components, and negative/positive electric charges.
  • Scientists questioned the structure of an atom.
  • Thomson discovered electrons within an atom in 1897.
  • An atom consists of a positively charged part connected to the main mass and light negative electrons.
  • Thomson proposed the first model of the atom: positive charge is uniform throughout the sphere and negative charges are point-like.
  • In its ground state, an electron must be at the sphere's center where the electric field is zero.
  • When an electron shifts 'x' distance from the center, a restoring force acting toward the quasi-elastic center appears.
  • Electrons that deviate from equilibrium oscillate.

Thomson Model

  • Thomson's model matched Lorentz's electron theory, where atoms are harmonic oscillators i.e. the atom-oscillator model.
  • Negatively charged electrons in the atom-oscillator emit harmonic oscillations from electromagnetic waves.
  • Electrons inside the atom experience a quasi-elastic force, causing harmonic oscillations.
  • The model was later found to be invalid because it predicted atoms could emit their primary frequency with its harmonics.
  • This contradicted Balmer's experiments.

Rutherford's Planetary Model

  • Illustrated via a diagram.
  • In Rutherford's atomic model, electrons orbit the nucleus.
  • The planetary model incompatible with classical physics.
  • Electrons in orbit must emit electromagnetic waves because of centripetal acceleration.
  • Energy loss from radiation requires a smaller orbit radius.
  • The electron should eventually collapse into the nucleus; the atom was not comprehensible in a planetary model of classical physics.
  • Atomic emission frequency should match electron revolution frequency, which is incongruent with atomic spectrum laws.
  • Rutherford's experiments confirm the planetary model, but several experimental data and laws may not be explainable from within.

Interacting Protons and Neutrons

  • D.D. Ivanenko and W. Heisenberg hypothesized that every element's nuclei consist of protons and neutrons.
  • Nucleus mass is linked to proton/neutron mass, but neutron charge neutrality links nucleus charge to protons.
  • Stable nuclei have: charge, radius, mass, mechanical/magnetic moments, activated spectrum, and multipole moments.
  • Radioactive nuclei have: production time, emitted radiation/energy.
  • The different states of an atom's nucleus have diverse energies.
  • Mass is: mp=1838.1me.
  • m₁=1836.6me.
  • Atomic unit is: mp=1,00759 a.u.m.
  • m₁=1,00898 a.u.m.
  • m₁=938.3 MeV.
  • m₁=939.6 MeV.
  • Mass unit ratio is: 1 a.u.m.=(1,6605655±0,000086)*10⁻²⁷kg=(931,5016±0,0026) MeV/c².
  • Elementary particle charges include 0 or ±e.
  • qp=±e, q=0.
  • Proton/Neutron spin amount is S=1/2h.
  • Particle parameters include: mass charge, and spin, but classical analogy must be avoided as particle rotation cannot be fixed.
  • Half-spin particles are fermions and full-spin particles are bosons.
  • The magneton is: 0=(+2,792763±0,0003)μο.
  • μο=(-1,913148±0,000066)μο.
  • Experiments use magnetic moment.
  • Protons and neutrons can transform into each other in the nucleus, so that power interactions occur.
  • The relationship between this potential energy and range depicted graphically.
  • Nuclear force range-of radius: ro=10⁻¹³cm U=30MeV.

Electric Charge of Nucleus

  • For element „XA, A=number of nucleons and Z=number of protons.
  • Isotopes are number of neutrons: ¹H¹, ₁H²,₁H³.
  • Modern data confirms 280 stable and 1450 radioactive isotopes..
  • Isobars are the same number (A) nucleons: H³, 2H³.
  • There are sixty stable isobar pairs.
  • G. Mosley recognized nuclear charge back in’13.
  • J. Chadwick measured spread via alpha particles thru thin metal, recognizing nuclear charge back in’20.
  • Rutherford measured atomic nucleus-that diameter equals d=10⁻¹²cm.
  • Modern measurements identify radioactive alpha particles, nucleus scattering, and nucleus binding energy.
  • Neutron/electron scattering yields reliable results. • Electron wavelength is the measure of the nucleus.
  • Diffraction emerges from electron/nucleus scattering.
  • It is possible to calculate dispersion for R (radius).
  • Various core radius were found via this method, as nucleon connection is the result of nuclear sphere form.
  • R=roA¹/³, ro=(1.2—1.3)10⁻¹³cm. Formula determines nuclear volume; V=4/3πr₀³ A., N=A/V=3A/4πr₀³A=10³⁸nucleon/cm³.

Properties of Atomic Nuclei

  • The density of a nucleus is approximately p=10¹⁴g/cm³.
  • A sphere of radius 200m would have the mass density of Earth.
  • Proton charge is + charged at Tp = 1.6726 x 10⁻²⁷.
  • 1836 te mass is possessed by proton, mass of electron being Te & neutron (n)-mass=Tp =6749 x 10^-27 ≈1836 te is a neutral piece.
  • Protons/neutrons are nucleons (Latin nucleus-core). Mass number A represents nucleons count in atomic nucleus.
  • Atomic nucleus given electrical strength denoted by Z
  • Z is the number of protons, i.e., charge count.
  • D.I. Mendeleev used this atomic charge to organize his periodic table, Z counts the number of protons.
  • There are 110 Mendeleev table components, charges ranging from Z=1 to Z=110.
  • Neutral atom given symbol for an element X symbolized by chemical X as a load, Z counts protons, the charge of which, and A is mass number
  • Currently, the proton-neutron atom is indisputable, so people question hypothesis with an electron structure.

Isotopes vs Isobars

  • Hypothesized that a load would show that a mass number in the core shows the count in the core count of protons and that a mass amount between electric members was worth counting in the past.
  • O-model mass that works with values & loads but mass and loads fail relative to energy values for revolutions.
  • Aside from that it won’t fall into line with uncertainty issues.
  • Consequently, a hypothesis about structures in an atom of load is void
  • However, since loads can clarify the electron count then the chemical properties of the load rest with this idea because this is when an electrical load can be given and the inner is that the load can fall.
  • Z is each identical part for the a-variant A-is a various nucleon as load/Z or isotopes is meant in that case.
  • A charge then does not affect an elemental individual because most of these
  • Elementals have an identical chemical property in the loads structure then
  • Because a cell is identical for everything including cell load cell.

Nucleon Bonding Energy

  • If we assume the first method then an explicit empir formula for the radiuses resulted
  • With Ro=(1.3 — 1.7)10^—15m.
  • Radius has a loose sense of importance given obscure core borders, this empir
  • It is a relationship to an elemental atomic strength.

Nuclear Binding Energy/Nucleon Bonding Energy Connection

  • Full core strength has a connection strength with einstein force.
  • To conduct practice we find the core bulk is not always the count for mass
  • The strength amount, therefore, relies with elements which has einstein structure because;E = mc2

Studying That Suits You

Use AI to generate personalized quizzes and flashcards to suit your learning preferences.

Quiz Team

Related Documents

More Like This

Use Quizgecko on...
Browser
Browser