 |
Индуцированное поглащение и усиление света в среде с инверсией населенности.
|
|
|
|
Реакции синтеза и их применение. Реакции деления и их применение.
А) Реакция синтеза заключается в следующем: два или больше атомных ядра в результате применения некоторой силы сближаются настолько, чтобы силы, действующие на таких расстояниях, преобладали над силами кулоновского отталкивания между одинаково заряженными ядрами, в результате чего формируется новое ядро. Реакция происходит при сверхвысокой температуре и сопровождается выделением огромных количеств энергии. (реакция слияния лёгких атомных ядер в более тяжелые ядра)
— в водородной бомбе.
Б) Реакция деления – это процесс, при котором нестабильное ядро делится на 2 крупных фрагмента сравнимых масс.Деление бывает спонтанным и вынужденным Деление тяжёлых ядер — экзотермический процесс, в результате которого высвобождается большое количество энергии в виде кинетической энергии продуктов реакции, а также излучения.
Ключевым физическим явлением, сопровождающим процесс деления ядер, является испускание возбуждёнными осколками деления вторичных быстрых нейтронов, иначе называемых мгновенными нейтронами. Благодаря этому явлению при делении тяжёлых ядер появляются новые свободные нейтроны взамен тех, что вызвали деления; эти новые нейтроны могут взаимодействовать с другими делящимися ядрами и вызывать их деления, сопровождаемые испусканием новых нейтронов деления. Испускание нейтронов осколками деления — одна из важнейших особенностей процесса деления тяжёлых ядер
Деффект масс атомных ядер. Энергия связи нуклона в ядре.
Ядра атомов представляют собой сильно связанные системы из большого числа нуклонов.
Для полного расщепления ядра на составные части и удаление их на большие расстояния друг от друга необходимо затратить определенную работу А т.е сообщить ядру значительную энергию.
|
|
|
Энергией связи называют энергию, равную работе, которую надо совершить, чтобы расщепить ядро на свободные нуклоны. Она характеризует интенсивность взаимодействия нуклонов в ядре.
Е связи = - А
Формула для расчета энергии связи ядра - это формула Эйнштейна:
Удельная энергия связи нуклонов в ядре (Еуд) - энергия связи ядра, приходящаяся на 1 нуклон:
Измерения масс ядер показывают, что масса ядра (Мя) всегда меньше суммы масс покоя составляющих его свободных нейтронов и протонов
Эту разность масс называют дефектом массы: 
Дефект масс является мерой энергии связи атомного ядра.
где Мя – масса ядра (из справочника)
Z – число протонов в ядре
mp – масса покоя свободного протона (из справочника)
N – число нейтронов в ядре
mn – масса покоя свободного нейтрона (из справочника)
Природа ядерных сил.
Ядерные силы – это силы притяжения, которые удерживают нуклоны (протоны и нейтроны) внутри ядра. Эти силы совершенно непохожи ни на гравитационные, ни на электростатические. (так как они действуют не только между протонами, но и между не имеющими зарядов нейтронами) Ядерные силы очень быстро спадают с увеличением расстояния (Радиус их действия 10-13). Но зато ядерные силы очень интенсивные, Их интенсивность значительно больше интенсивности электромагнитных сил, так как ядерные силы удерживают внутри ядра, одноимённо заряженные протоны, отталкивающиеся друг от друга с огромными электрическими силами.
Другим важным свойством ядерного взаимодействия является зарядовая независимость ядерные силы одинаковы между двумя протонами, между протоном и нейтроном и между двумя нейтронами.
Ядерные силы обладают свойством насыщения, заключающимся в том, что каждый нуклон в ядре взаимодействует лишь с определенным числом ближайших соседей.
|
|
|
86. Строение атомного ядра.
Атомное ядро состоит из нуклонов — положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов, которые связаны между собой при помощи сильного взаимодействия. Протон и нейтрон обладают собственным моментом количества движения (спином), равным S=1/2/. Кол-во протонов, входящих в состав ядра, определяет его заряд +Z Число Z-порядковый номер эл-та. Число нуклонов А (∑ число протонов + нейтронов)-массовое число ядра. Число нейтронов равно N=A-Z
Для обозначения ядер применяется символ 
Большинство химических элементов имеет по несколько разновидностей-изотопов. Изотопами называются вещества, состоящие из атомов с одинаковым зарядом ядра (то есть с одинаковым числом протонов), но с разным числом нейтронов в ядре. Изотопы отличаются друг от друга только массовым числом.
Принцип действия лазеров.
Физической основой работы лазера служит явление вынужденного (индуцированного) излучения. Суть явления состоит в том, что возбуждённый атом способен излучить фотон под действием другого фотона без его поглощения, если энергия последнего равняется разности энергий уровней атома до и после излучения. При этом излучённый фотон когерентен фотону, вызвавшему излучение (является его «точной копией»). Таким образом происходит усиление света. Этим явление отличается от спонтанного излучения, в котором излучаемые фотоны имеют случайные направления распространения, поляризацию и фазу
В обычных условиях большинство атомов находится в низшем энергетическом состоянии. Поэтому при низких температурах вещества не светятся.
При прохождении электромагнитной волны сквозь вещество её энергия поглощается. За счёт поглощённой энергии волны часть атомов возбуждается, т. е. Переходит в высшее энергетическое состояние. При этом от светового пучка отнимается энергияравная разности энергий между уровнями 2 и 1.hѴ=E2–E1
Процесс сообщения рабочему телу лазера энергии для перевода атомов в возбужденное состояние назыв-ся подкачкой
Индуцированное поглащение и усиление света в среде с инверсией населенности.
Суть вынужденного (индуцированного) излучения состоит в том, что возбуждённый атом способен излучить фотон под действием другого фотона без его поглощения, если энергия последнего равняется разности энергий уровней атома до и после излучения. При этом излучённый фотон когерентен фотону, вызвавшему излучение (является его «точной копией»). Таким образом происходит усиление света. Этим явление отличается от спонтанного излучения, в котором излучаемые фотоны имеют случайные направления распространения, поляризацию и фазу. Вероятность того, что случайный фотон вызовет индуцированное излучение возбуждённого атома, в точности равняется вероятности поглощения этого фотона атомом, находящимся в невозбуждённым состоянии. Поэтому для усиления света необходима среда, в которой возбужденных атомов было бы больше, чем невозбужденных. Это среда с инверсной населенностью уровней энергии.
|
|
|
|
|
|
