Атомная физика, формулы
Основные элементы ядерной физики
Связи атомных ядер на энергетическом уровне
Одним из самых больших разделов физики является атомная физика, объектом исследований которая изучает внутреннее строение атома и простые процессы, являющиеся постоянными и происходящие исключительно на атомном уровне.
К основным формулам атомной физики относятся:
Энергия связи ядра Е в ДЖ
Энергия связи ядра Е в а.е.м.
К атомной физике, по мнению ученых, относятся ядерная энергетика, методы и техника ускорителей, теория элементарных частиц. В качестве центрального составного элемента в этом элементе выступает нейтронная физика.
Основные элементы ядерной физики
Ядерная физика наших дней условно разделена на теоретическую и экспериментальную.
В первом направлении используются следующие исследовательские методы: ядерные реакторы большой мощности, всевозможные детекторы частиц и центральные ускорители.
Объектом исследований экспериментальным видом ядерных процессов являются ядерные реакции и модели комплексного строения атомов, которые были разработаны физиками-теоретиками в процессе изучения свойств микромира , основываясь на фундаментальных физических теоремах. Закон радиоактивного распада позволяет описывать формула , где под N обозначается число оставшихся ядер; No подразумевает начальное количество ядер; под t обозначено время; T представляет собой период полураспада.
По мнению исследователей, существует два масштабных класса ядер всех атомов: стабильные и радиоактивные. Первые из них являются абсолютно независимыми и обладают, поэтому, способностью бесконтрольного распада и трансформацией в ядра других химических элементов.
Подобные преобразования атомов часто проходят со стабильными ядрами при условии их тесного и систематического взаимодействия с различными микрочастицами и друг с другом. В атомной физике среднюю продолжительность жизни ядер приравнивают формулой . Где Т обозначает период полураспада, а t обозначает среднее время существования мельчайших частиц. Ядерная активность записывается учеными формулой
, где А обозначает активность ядер; под N понимают количество ядер, а Т является периодом полураспада. Особое внимание в атомной физике уделяется поглощению частиц и излучению, в связи с регулярностью этих процессов и при которых происходит трансформация в разную энергию.
Поглощенная доза излучения определяется физиками формулой , где под D выступает поглощенная доза излучения; под E понимают поглощенную энергию; m обозначает массу облучаемого вещества.
Связи атомных ядер на энергетическом уровне
Под постоянной энергий связи в ядерной физике понимают параметр, необходимый для полноценного распада ядра на отдельные нуклоны. Неустойчивость мельчайших частиц, к которым исследователи отнесли атомы полония, урана и радия, была представлена общественности в конце XIX столетия.
Радиоактивностью является бесконтрольное испускание химических веществ в следствии действия атомов.
Данное явление исследовали Резерфорд, Беккерель, супруги Кюри. Многолетние исследования позволили определить три типа излучения, испускаемые радиоактивными частицами. Данные лучи обладают своеобразной и многогранной природой, они представляют собой электромагнитные волны, со скоростями движения, которые приближаются к скорости света, и с малой (от см до
см) длиной волны. При таких трансформациях параллельно происходит формирование огромного количества энергии и появление вещества абсолютно нового типа, физические и химические свойства которого абсолютно отличаются от свойств исходного предмета. Вещество может быть радиоактивным и может одновременно трансформироваться в другое вещество. Радиоактивность, таким образом, предполагает спонтанное превращение ядер атомов одних элементов в другие, сопровождающееся систематическим испусканием разного рода частиц. Следовательно, радиоактивность подразумевает изменение одних ядер спонтанным образом при сопровождении систематического поглощения и испускания разнообразных частиц.
Физика ядер в химии
Радионуклиды и радиоактивное поглощение используются в химии главным образом в сфере мониторинга и анализа более качественного и количественного состава химического вещества. Данное научное направление называется радио аналитической химией. До того, как искусственная радиоактивность была официально открыта, количество действующих радионуклидов, пригодных для использования в обычном анализе, было очень ограничено. Но постепенно шло создание других универсальных методов, основанных на измерении радиоактивности, естественные элементы при этом использовались исключительно как реагенты взаимосвязанных при этом с другими веществами. Радионуклиды стали использоваться в мониторинге гораздо шире только после того, как наладилось производство радионуклидов искусственного происхождения в ядерных процессах. В результате этого быстро стала развиваться радио аналитическая химия. Эта научная отрасль, возникшее в рамках взаимодействия прикладной химии и аналитического учения, использует исключительно атомные характеристики при проведении анализа веществ на предмет качества и количества.
Данным научным течением, которое возникло в рамках взаимодействия прикладной химии и аналитического учения, при проведении качественного и количественного анализа вещества используется исключительно атомные характеристики. При помощи методов аналитической химии исследователям удается определять элементы с высокой точностью выполняя измерения обнаруженного характеристического нестабильного рентгеновского излучения. Это явление при этом способно поглощать помимо анализируемого вещества его радиоактивный изотоп. Изотопы могут часто находиться в химическом веществе, а могут в результате активации присоединяться к нему. Помимо этого, имеется вероятность формирование излучения в результате протекания процессов разного рода (рассеяние, отражение, поглощение и т.д.), которые происходят с физическими телами. Экспериментально удалось доказать зависимость интенсивности излучения от величины концентрации исследуемого вещества. Именно поэтому радио-аналитические методы активно применяются в количественном анализе. При радиохимическом качественном анализе, не позволяющем определить источник излучение по типу, энергии испускаемого излучения и по периоду самого полураспада, они используются реже. Различают три группы методов радио аналитической химии: радиохимический анализ занимается изучением всех процессов, которые происходят внутри различных химических веществ; для исследования систем естественных и искусственных радионуклидов используются радио аналитические методы; радиоиммунологический анализ. К данным критериям также относится активационный анализ, в основе которого лежит детальное изучение радионуклида, который возникает в анализируемом объекте, что является результатом активной ядерной реакции. Однако данный метод с точки зрения практического использования является более сложным по сравнению с индикаторным. В современной атомной физике можно выделить также не активационные методы анализа, базой которого служат явления излучения и поглощения излучений разного вида (альфа, бета, гамма, нейтронного и т.д.). То есть данные способы используются ученым в процессе взаимодействия атома и других веществ.