Összefoglalás szintézisét könnyű atommagok (tömegdefektus) és a paradoxon univerzum modellek

A nem állami oktatási intézmények

Magasabb Professional Education

Omszk Law Institute

A témában: Concept modern természettudományok.

Tárgy: szintézise könnyű atommagok (tömegdefektus) és a paradoxon az univerzum modellek.

Befejezve: diákcsoport

41-y Rekovsky B.P.

Ellenőrzés: AA Gaydamakin

Az első kísérleti teljesítmény rektorok fúziós - a fúziós reaktorok - valószínűleg által épített a század végéig.

Jelenleg a világ energia termelésének felel meg az égő mintegy 10 milliárd. Rengeteg hagyományos üzemanyag évente. A következő században, ez az érték várhatóan növekedni fog több alkalommal. A nukleáris energia képes a hosszú távú fejlesztési emberiség korlátozás nélkül a tüzelőanyag források.

Synthesis könnyű atommagok

Ha W> 0, a mag bomlási energetikailag tilos. De a fordított folyamat - magfúzió X1 és X2 - az energia az eredeti rendszert meg kell összeggel csökkenteni W. szintézis termékek szerez kinetikus energia W.

A jobb oldali ábra. Az 5. ábra a fúziós reakció

A felszabaduló energia jutó nukleonra deutérium jóval nagyobb energia termelés nukleonpáronként hasadó urán-235 izotóp. össze kell egyeztetni a kernelt, hogy ilyen reakciókat távolságban R

0.15 ¸0,3 MeV, úgy, hogy a reakció marad energetikailag kedvező. Mivel a trícium nagyon radioaktív, a reakció a 3 He sokkal biztonságosabb.

Reméli, hogy a gyakorlati megvalósítás a szabályozott termonukleáris fúzió továbbra is „mérsékelten optimista” több mint 40 éve.

Ha lehetséges volna, hogy végezzen a szabályozott termonukleáris reakciók ipari környezetben, ez ad hozzáférést a szinte kimeríthetetlen energiaforrás, és az emberiség megmentése a fenyegető energiaválság. Másrészt, ha felrobbantják óriási tartalékok hidrogén bombák, amelyek felhalmozott (és továbbra is felhalmozódnak sok országban, annak ellenére, hogy a végén az úgynevezett Cold War), az emberiség és a legtöbb minden élet a Földön kell semmisíteni.

A tömegdefektus - jellemző az atommag, a kötési energiát.

A probléma nem beépített atomsúlyának izotópok hosszú aggódnak a tudósok, de a relativitáselmélet, kapcsolatot teremtve a testtömeg és az energia (E = mc 2), így a legfontosabb, hogy megoldja ezt a problémát, és a proton-neutron modell az atommag volt a zár, ami a legfontosabb, közelíthető meg. A probléma megoldására lesz szükség néhány információt a tömegek elemi részecskék és az atommagok (1.1.).

A súly és a atomsúlya néhány részecske

(Súlyok nuklidokat és azok különbséget határozzuk meg empirikusan felhasználásával: tömegspektroszkópiai mérések, energiáinak különböző nukleáris reakciók; energia mérése # 946; - és # 945; lebomlik; mikrohullámú mérések így a tömeg arányban vagy különbség).

Összehasonlítása egy-részecske tömege, azaz a magja hélium tömegű két proton és két neutron, amelyek azt alkotó. Erre a célra a összeget kétszer a tömeg egy proton és egy neutron vonjuk tömege kétszeresének tömeg egy-részecskék és az így kapott érték lesz az úgynevezett tömegdefektus

Atomi tömegegység

A képlet közötti kapcsolat tömeg és az energia, teszi a relatív elmélet, meg lehet határozni az energia mennyisége, amely megfelel ennek a tömege, és kifejezni azt a joule, vagy előnyösebben, a megaelectronvolts (= 1 MeV június 10 eV). Ez megfelel az 1 MeV energiájú elektronok által megszerzett halad a potenciális különbség per millió volt.

Az energia megfelel egy atomi tömegegység, egyenlő

A jelenléte a héliumatom tömegdefektus (Dm = 0,03037 amu) azt jelenti, hogy annak készítése során már kisugárzott energiát (E = DMC 2 = 0,03037 × 931 = 28 MeV). Ez az energiát kell alkalmazni, hogy a sejtmag egy héliumatom bontásához egyedi szemcsékre. Ennek megfelelően, egy részecske energia szükséges, négyszer kevesebb. Ez az energia jellemzi a sejtmagba, és a szilárdság fontos jellemzője. Ez az úgynevezett kötési energia per részecske vagy nukleonpáronként (p). Az atommag hélium P = 28/4 = 7 MeV. Más magok van egy másik értéket.


A negyvenes éveiben a huszadik század munkája révén Aston, Dempster és más tudósok pontos tömegdefektus értékeket és a számított kötési energiák azonosítottak számos izotópokat. A 1.1 ábra, ezeket az eredményeket mutatjuk be, mint egy grafikont, amelyben az atomsúlya izotópok késleltetett abszcissza tengely és az ordináta tengelyen - az átlagos energia a részecskék a sejtmagban.

Elemzés az ív érdekes és fontos, mert rajta, és nagyon világosan meg kell állapítani, hogy mi a nukleáris folyamatok, így a nagy energiájú kimenet. Lényegében a nukleáris energia a Nap és a csillagok, a nukleáris erőművek és nukleáris fegyverek megvalósítása rejlő lehetőségek ezeket az összefüggéseket, ami azt mutatja, a görbe. Ez több speciális területeken. A tüdő hidrogénkötés energia nulla, mivel A fő, csak egy részecske. Hélium, a kötési energia per részecske 7 MeV. Így, az átmenetet a hidrogén hélium kapcsolódó nagy energiával szakaszosan. At izotópok átlagos atomsúlya vas, nikkel, és más energia a legnagyobb részecskék a sejtmagban (8,6 MeV), illetve, és ezeket a fő elemeket a legerősebb .. A nehezebb elemek részecske kötő energiát a sejtmagban, és így kevésbé mag viszonylag kevésbé tartós. Ezek a magok igaz nucleus urán-235 atom.

Minél nagyobb a tömegdefektus a mag, annál több energiára van kibocsátott alatt kialakulása. Következésképpen, a nukleáris átalakulás, amely a súlynövekedés a hiba kíséri egy további energia sugárzását. 1.1 ábra azt mutatja, hogy van két területek, ahol ezek a feltételek teljesülnek: az átmenet a legkönnyebb a nehezebb izotópokkal, például a hidrogén hélium, és az átmenet a legsúlyosabb, mint például az urán, hogy a magok a atomok átlagos súlya.

Amint az általánosan használt mennyiség, amely hordozza ugyanazt az információt, mint a tömegdefektus - csomagolás aránya (vagy faktor). Csomagolási együttható jellemzi a stabilitást a sejtmagba, és a grafikon látható a 1.2 ábrán.


Ábra. 1.2. Függése csomagolás aránya tömegszámú

Modern kozmológiai modellek az univerzumban.

Amint az előző fejezetben, a klasszikus tudomány létezett úgynevezett elmélet stacionárius állapotban az univerzum, amely szerint az univerzum mindig majdnem a koi, mint most. Csillagászat statikus: tanulmányozzák a mozgás a bolygók és üstökösök, le a csillagok jöttek létre, hogy sorolják őket, ami természetesen nagyon fontos. De a kérdés, hogy az evolúció a világegyetem nem kerül veszélybe.

Klasszikus newtoni cosmology explicit vagy implicit módon fogadja a következő posztulátumokat [2]:

• univerzum - ez vsesuschestvuyuschaya, „a világ egészére.” Kos-homológ érzékeli a világot, ahogy önmagában létezik, a körülményektől függetlenül a tudás.

• Idő és tér a világegyetem abszolút, nem függesszék anyagi objektumok és folyamatok "

• A tér és idő metrikailag végtelen.

• Tér és idő homogén, izotróp.

• Az univerzum helyhez kötött, nem szenved evolúció. Mert lehet, hogy az adott térben rendszer, de nem a világ egészére.

A newtoni kozmológiában, volt két paradoxonok, con-társított posztulátum a végtelenben a világegyetem.

Az első paradoxon az úgynevezett gravitációs. Ennek lényege abban rejlik, hogy ha a világegyetem végtelen, és létezik egy végtelen számú égitestek, az erő-tyago taenia végtelenül nagy, és a világegyetem legyen az összeomlás, és nem létezik örökké.

A második paradoxon az úgynevezett fotometriai: Ha a meglévő-létezik végtelen számú égitestek, ott kell lennie egy végtelen fényesség az ég, ami nem figyelhető meg.

Ezek a paradoxonok nem oldódnak keretében newtoni kozmológia, lehetővé teszi, hogy a modern kozmológia, amelyen belül bevezetésre került a koncepció bővülő és Evo-lyutsioniruyuschey univerzumban.

Modern kozmológiai modellek a világegyetem-vayutsya bázisok általános relativitáselmélet Einstein, a nyilvánosan-, hogy térben és időben mutató eloszlása ​​határozza meg a súlyos tömeg a világegyetemben. Saját-CIÓ egészének miatt az átlagos sűrűség az anyag és a többi kifejezetten fizikai tényezők.

Modern relativisztikus kozmológia modelleket épít a világegyetem, kezdve az alapvető egyenletek a gravitáció által bevezetett Einstein az általános relativitáselmélet. Az egyenlet Einstein gravitáció nem egy, hanem sok megoldás, és ez annak köszönhető, hogy a jelenléte sok kozmológiai modellek az univerzumban. Az első modellt fejlesztett ki Albert Einstein 1917-ben dobta a posztulátumain newtoni kozmológia a abszolútság és végtelen térben és időben. Összhangban az Univerzum kozmológiai modell-sósav Einstein világ térben homogén és iso-tropikus, mindegy átlagosan egyenletesen van elosztva, a gravitáció, a tömegek ofszet egyetemes NYM kozmológiai taszítás. Modell Einstein álló karakter, hiszen a metrikus tér függetlennek tekintendő időben. Fennállása alatt a világegyetem végtelen, t.o. Ez nincs kezdete és nincs vége, és a tér határtalan, de természetesen.

Universe a kozmológiai modellek Einstein álló, végtelen idő és végtelen tér.

Ez a modell tűnt idején teljesen kielégítő, mivel az összhangban van az összes ismert tényeket.

De az új ötletek által előterjesztett Albert Einstein, ösztönözte a további kutatások, és hamarosan a probléma megközelítésének döntően megváltozott.

Szintén 1917-ben a holland csillagász Willem de Sitter javasolt egy másik modell, az is egy megoldás, hogy az egyenletek a gravitáció. Ez a döntés volt a tulajdonsága, hogy létezne még abban az esetben „üres” a világegyetem alakult súly, az oldatot megszűnt rögzíteni kell: van valamiféle kozmikus taszítás között tömegek, kérve, hogy távolítsa el őket egymástól, és feloldja az egész rendszert. A tendencia bővítése W. de Sitter, észrevehetővé válik csak igen nagy távolságokra.

AA egyenlet megoldása Friedman elismeri három lehetőség. Ha az átlagos sűrűsége anyag és a sugárzás a világegyetem egy bizonyos kritikus értéket, a globális tér euklideszi univerzum és a végtelenségig kiterjeszti a kezdeti állapot pontot. Ha a sűrűség kevésbé kritikus, a tér geometriáját és Lobachevskian végtelenségig bővül. És végül, ha a sűrűség meghaladja a kritikus értéket, a tér az univerzum Riemann, bővítése egy bizonyos szakaszában helyébe tömörítés, amely kiterjeszti egészen addig a pontig a kezdeti állapot.

Mivel az átlagos sűrűsége anyag a világegyetemben nem ismert, de ma nem tudjuk, hogy ezek közül melyik terek a világegyetem, amelyben élünk.

1927-ben a belga apát és tudós J. Lemaitre csatlakoztatva „kiterjesztése” a teret az adatok csillagászati ​​megfigyelések. Lemaitre bevezette a kezdete a világegyetem, mint a szingularitás (azaz szupersűrű állapot) és megszületett a világegyetem, mint a Big Bang.

1929-ben az amerikai csillagász EP Hubble felfedezte, hogy létezik a furcsa kapcsolat a távolság és a sebesség a galaxisok: Minden galaxisok távolodnak tőlünk, és olyan ütemben, hogy arányosan növekszik a távolság - rendszer galaxisok bővül.

Az univerzum tágulását tekinthető tudományosan bizonyított tény

[1] Az oxigén izotóp atomsúlya venni, hogy pontosan 16,0000 A fizikai skálán atomsúly.

[2] Lásd. Mostepanenko AM Módszertani és filozófiai problémákat ency - kortárs fizika. - L. Leningrad University, 1977 - S. 101.

Kapcsolódó cikkek