aZ
– b,
(1.2.1)
|
|
Заряд ядра
Ядро имеет положительный электрический заряд, который образуют протоны. Число протонов Z называют зарядом ядра, подразумевая, что он равен величине Z*e Кл, где е = 1,602 ×10-19Кл (4,8×10-10 CГCЕ ед.) – абсолютная величина элементарного электрического заряда.
Заряд ядра был определен в 1913 г. Мозли, который измерил с помощью дифракции на кристаллах длину λ волны характеристического рентгеновского излучения для ряда химических элементов, следующих друг за другом в периодической системе элементов. Измерения показали, что λ изменяется дискретным образом от некоторой целой величины Z, которая совпадает с порядковым номером элемента и изменяется на единицу при переходе от элемента к соседнему элементу в периодической системе, а для водорода равна единице. Мозли интерпретировал эту величину как заряд ядра и установил, что (закон Мозли):
| (1.2.1) |
где a и b – константы для данной серии рентгеновского излучения и не зависят от элемента.
Закон Мозли определяет заряд ядер химического элемента косвенным образом. Прямые опыты по измерению заряда ядер на основе закона Кулона были выполнены Чедвиком в 1920 г. В 1911 г. Резерфорд, используя закон Кулона, получил формулу
|
|
которая
позволила объяснить экспериментальные результаты по рассеянию α-частиц
на тяжелых ядрах, что, в конечном итоге, привело в 1911 г. к открытию атомного
ядра и созданию ядерной модели атома. В формуле (1.2.2): N – количество
α-частиц, падающих в единицу времени на рассеиватель; dN
– количество рассеянных в единицу времени 
α-частиц
в телесный угол dΩ под
углом θ; Ze
и n – заряд ядер
рассеивателя и их концентрация;vи
mα–скорость
и масса α-частиц. Схема опыта Чедвика приведена на рис. 1.2.1. Рассеиватель
в виде кольца (заштриховано на рис 1.2.1) размещался соосно и на равных расстояниях
между источником И
и детектором α-частиц
Д. При
измерении количества dN
рассеянных α-частиц
отверстие в кольце закрывалось экраном, который поглощал прямой пучок α‑частиц
из источника в детектор. Детектор регистрировал только α‑частицы,
рассеянные в телесный угол dΩ
под угломθк
падающему пучку α-частиц.
Затем кольцо перекрывалось экраном с отверстием, и измерялась плотность тока α-частиц
в точке расположения детектора. Используя полученные данные, рассчитывалось количество
Nα‑частиц,
падающих на кольцо в единицу времени. Таким образом, если известна энергия α-частиц,
испускаемых источником, без труда определяется величина Z
в формуле (1.2.2). Некоторые из результатов, полученные Чедвиком, приведены в
таблице 1.2.1 и не оставляют сомнений в справедливости закона Мозли.
Другие главы электронного учебника "Электротехника"
Конспекты по Теоретическим основам электротехники ТОЭ Топология электрических цепей Методы контурных токов и узловых потенциалов Основы матричных методов расчета Резонансные явления Метод эквивалентного генератора Расчет трехфазных цепей
Расчеты цепей переменного электрического тока Линейные электрические цепи Переходные процессы Операторный метод расчета Графические методы расчета Метод кусочно-линейной аппроксимации
Эквивалентные преобразования схем Устройство электрической машины постоянного и переменного тока Синхронные и асинхронные двигатели Трансформаторы
Электрическая цепь и ее элементы Двухполюсные активные и пасивные элементы Мощность ЭДС Источник тока Эквивалентность источников Резистивный элемент Индуктивный элемент Емкостной элемент
Цепи синусоидального тока Действующие ток, ЭДС и напряжение Изображение синусоидальных функций времени векторами и комплексными числами Ток и напряжение при последовательном соединении резистивного, индукционого и емкостного элементов
|
|
| Расчет электрических цепей Цепи постоянного и переменного тока Расчёт трёхфазных электрических цепей Законы Кирхгофа и расчёт резистивных электрических цепей Расчёт магнитной цепи Расчёт электрического поля Сборник заданий по ТОЭ Явление электромагнитной индукции и магнитные цепи Электрические цепи постоянного тока Электрические цепи переменного тока Баланс мощностей Граф электрической цепи Лекции по курсу основы электротехники |
