3. Структура періодичної системи хім. Елем. М

Періодична система хімічних елементів – це класифікація хімічних елементів, яка заснована на певних особливостях будови атомів хімічних елементів. Її було складено на основі Періодичного закону, відкритого в 1869 році Д. І. Менделєєвим. Нині до Періодичної системи входять близько ста двадцяти хімічних елементів.

Періодичну систему складено у вигляді таблиці, в якій хімічні елементи розташовані у певному порядку: у міру зростання їхніх атомних мас. Властивості хімічних елементів, розміщених у порядку зростання заряду ядра;основні властивості оксидів і гідроксидів елементів поступово послаблюються, а кислотні — посилюються. У головних підгрупах елементів навпаки. Періодична система включає сім періодів та вісім груп. Періодами називають горизонтальні ряди хімічних елементів, у яких властивості елементів змінюються від типових металічних до неметалічних. Вертикальні стовпчики хімічних елементів, які містять елементи, схожі за хімічними властивостями, утворюють групи хімічних елементів. Перший, другий та третій періоди називають малими, оскільки вони містять невелику кількість елементів. Елементи другого та третього періодів називають типовими, їх властивості закономірно змінюються від типового металу до інертного газу. Усі інші періоди називають великими. Існують ще так звані тріади.У нижній частині таблиці Д. І. Менделєєва розташовані хімічні елементи, які утворюють родину лантаноїдів та родину актиноїдів. Періодична система елементів містить десять рядів.

Кожний великий період складається з парного і непарного рядів. У парних рядах містяться елементи метали, у непарних рядах властивості елементів змінюються так, як у типових елементів, тобто від металічних до виражених неметалічних. Кожна група таблиці Д. І. Менделєєва складається з двох підгруп: головної та побічної. Розміри атомів визначаються зарядом ядра і будовою електронної оболонки. зміна радіусів атомів зі збільшенням протонного числа мас чітко виражений періодичний характер. У періодах радіус атомів поступово зменшується, а в головних підгрупах — збільшується. Електронегативність характеризує здатність атома будь-якого елемента в хімічній сполуці притягувати електрони на свою електронну оболонку.

билет 3

2 . Принцип Ферма. .Вивід закону заломлення світла із застосуванням принципу Ферма

Принцип Ферма (принцип найменшого часу Ферма) в геометричній оптиці - постулат, що приписує променю світла рухатися з початкової точки в кінцеву точку по дорозі, мінімізує (рідше - максимизирующему) час руху (або, що те ж саме, мінімізує оптичну довжину шляху). Те є світло вибирає один шлях з безлічі прилеглих, що вимагають майже однакового часу для проходження; іншими словами, будь-яке мале зміна цього шляху не приводить в першому порядку до зміни часу проходження.

Н ехай у середовищі I швидкість світла u₁, в середовищі II - u₂. Для проходження світла з точки А₁ в точку A₂ буде витрачено час

Виберемо з усіх можливих траєкторій поширення світла ту, якій відповідає мінімальне час поширення світла. Продифференцировав і поклавши похідну рівній кулю, отримаємо:

Враховуючи, що sin a₁ = x/A1O, sin a₂ = (L - х) / ОА₂ отримаємо: Звідки випливає:

Це і є закон заломлення світла. Запишемо його в більш зручній формі.

3. Основні властивості та будова ядра атома Хар-ки ядра. Ізотопи...

Атомне ядро, що розглядається як клас частинок із певним числом протонів(+) та нейтронів(-), називають нуклідом. Число протонів у ядрі називають його зарядовим числом  — це число дорівнює порядковому номеру елемента у періодичній системі елементів і збігається з кількістю електронів нейтрального атома. Кількість нейтронів у ядрі називають його ізотопічним числом . Ядра з однаковою кількістю протонів та різною кількістю нейтронів називають ізотопами.( ) Ядра з однаковою кількістю нейтронів, але різною кількістю протонів — називають ізотонами. Повна кількість нуклонів у ядрі називається його масовим числом ( та приблизно дорівнює середній масі атома, зазначеній у таблиці Менделєєва). Нукліди з однаковим масовим числом, але різним протон-нейтронним складом називають ізобарами.

- позначення ядра.

Приклад:  — ядро урану-238, в якому 238 нуклонів, з яких 92 — протони, оскільки елемент Уран має 92-й номер у таблиці Менделєєва.

Через різницю в кількості нейтронів ізотопи одного елемента можуть мати різну масу , яка є важливою характеристикою ядра. У ядерній фізиці масу ядер вимірюють в атомних одиницях маси (а. о. м.).

Крім того, в ядерній фізиці часто застосовується енергетичний еквівалент маси. За співвідношенням Ейнштейна кожному значенню маси відповідає повна енергія:

, де  — швидкість світла.

Ядерні сили, що тримають ядро вкупі, в кілька раз сильніші ніж електромагнітні. Від'ємна потенціальна енергія нуклонів досягає значень, які роблять відчутним ефект внаслідок принципу еквівалентності маси та енергії - зв'язані нуклони мають меншу масу ніж вільні-дефект маси.

билет 4

1.

2. . Оптичні пристрої: плоске та сферичне дзеркала, лінза, призма

Оптичні пристрої - приватні види оптичних систем, що включають сукупність оптичних елементів (лінз, груп лінз - наприклад об'єктиви, окуляр, конденсори, дзеркала, діафрагми, призми, світловодів тощо).

Плоске дзеркало, як і сферичне, відбиває промені світла відповідно до закону відбиття (кут падіння дорівнює куту відбиття). При побудові зображення точки в плоскому дзеркалі необхідно використовувати не менше двох променів. Зображення точки буде утворено не самими променями, а їх продовженням, значить, плоске дзеркало дає уявне зображення предмета.

Сферичним дзеркалом називають поверхню тіла, що має форму сферичного сегмента і дзеркально відбиває світло. Центр сфери, з якої вирізаний сегмент, називається оптичним центром дзеркала (точка 0). Вершину сферичного сегмента називають полюсом дзеркала (точка Р).

Якщо сферичне дзеркало увігнуте, можливі різні випадки розташування зображення щодо дзеркала при різних відстанях до предмета. Буквою C позначений центр дзеркала, а буквою F - його фокус. При u> f формула дзеркала має вигляд: та а при u<f:

Фокус дзеркала - це точка, в якій сходяться після відображення промені або їх продовження, падаючі на сферичне дзеркало паралельно головній оптичній осі. Фокусна відстань завжди в 2 рази менше радіуса дзеркала.

В оптиці призма - оптичний елемент з прозорого оптичного матеріалу (наприклад, скла) у формі геометричного тіла - призми, що має плоскі поліровані грані, через які входить і виходить світло. Світло в призмі заломлюється або відчуває повне внутрішнє віддзеркалення

види призм

дисперсійні призми

Тригранна призма раcщепляет білий світ, промені з різною довжиною хвилі заломлюються по-різному

Дисперсійні призми використовують в спектральних приладах для просторового розділення випромінювань різних довжин хвиль.

відображають призми

Відображають призми - призми за допомогою яких без розкладання (дисперсії) пучка променя світла можна отримати:

одне відображення з відхиленням пучка на 90 °;

два відображення з відхиленням пучка на 80 °;

обертаючі відображення - призма дає дзеркальне зображення; предмета, що обертається в нерухомій площині при обертанні призми навколо осі;

пентапрізма, що відхиляє промінь на 90 ° після двох відображень.

Пентапризма широке застосування отримала в дзеркальних фотоапаратах.

рівнобічна призма

Призма Ніколя

Лінза може бути обмежена двома опуклими сферичними поверхнями (двоопуклої лінзи - рис. А), опуклою сферичної поверхнею і площиною (плоско-опукла лінза - рис. Б), опуклою й увігнутою сферичними поверхнями (увігнуто-опукла лінза - рис. В). Ці лінзи посередині товщі, ніж у країв, і всі вони називаються опуклими:

Лінзи, які посередині тонше, ніж у країв, називаються увігнутими. На малюнку зображені три види увігнутих лінз: Двояковогнутая-а, плосковогнутим-б, опукло-увігнута-в:

3. . Енергія зв. ядра. Дефект мас. Ядерна взаємодія. структура ядра та ядерні моделі

Експериментально виявлено, що для всіх стабільних ядер маса ядра менша від суми мас його нуклонів, узятих окремо. Ця різниця називається дефектом маси або надлишком маси та визначається співвідношенням:

,

де та  — маси вільного протона та нейтрона,  — маса ядра.

Енергія, еквівалентна дефекту маси, називається енергією зв'язку ядра і дорівнює:

, Е=мс²-р-ня Ейнштейна

де  — швидкість світла.

Езв. чисельно дорівнює роботі яку потрібно виконати для розділення ядра на окремі нуклони. Зворотній процес( процес злиття нуклонів в ядро) супровод. виділенням Езв. сам процес назив. ядерним синтезом.

Існує 4 фундоментальні взаємодії: 1. гравітаційна(діє між всіма тілами, має характер притягання) 2. електромагн.(взаємодія між зарядами, має характер як притяг. так і відштов.) 3. ядерна(обумовлює притягання між нуклонами в ядрі) 4. слабка взаємодія(відповідає за вета-розпад) властивості ядерних сил: малий радіус дії 10^-14м; незалежать від знаку заряду, та його величини; властивість насичення(кожний нуклон може взаємод. з обмеженою кількістю ін.) аналогія з ковалентними звязками. Ядерна взаємодія обумовл. обміном π-мезонів між нуклонами. π-мезони(піони)виявив Ферні:n→p+π^-; p→n+π⁺; p→p+π^{0 ;} m_π+- = 274m_e; m_π0=264m_e

Согласно протонно-нейтронная модель ядра атома.- ядра всех химических элементов состоят из нуклонов: протонов и нейтронов;- заряд ядра обусловлен только протонами - число протонов в ядре равно порядковому номеру элемента;- число нейтронов равно разности между массовым числом и числом протонов (N=A-Z) Условное обозначение ядра атома химического элемента: X – символ химического элементаА – массовое число, (A = N + Z)  , N – число нейтронов в ядре атома Z –зарядовое число(протоное)

Краплинна модельЯдро розглядається як крапля рідини, що обертається.Оболонкова модель атомного ядра будується аналогічно оболонковій моделі атома. Тільки оболонки заповнюють не електрони, а протони та нейтрони. Моделі ядер з сильною взаємодією.У цих моделях враховується, що ядро є системою сильновзаємодіючих частинок. Ці частинки утримуються силами, що діють тільки на дуже малих відстанях.Моделі ядер із незалежних частинок.У моделях цього класу передбачається, що рух

нуклонів цілком неузгоджений, вони рухаються практично незалежно друг від друга в потенційному полі, що утворено сумарною середньо дією всіх нуклонів ядра

билет 5

1.

2. Побудова зображень у лінзах

Якщо лінза збирає, то при d> 2F зображення дійсне, перевернуте, зменшене, F <f <2F.

При F <d <2F зображення дійсне, перевернуте, збільшене, f> 2F.

При d <F зображення мнімое, прямое, увеліченное, знаходиться з тієї ж сторони від лінзи, що і сам предмет, але далі предмета (f> d).

У розсіює лінзі зображення дійсного предмета завжди уявне, пряме, зменшене, знаходиться між лінзою і її фокусом з боку зображуваного предмета.

Побудова зображення точкового джерела світла розташованого на головній оптичній осі, показано на малюнку

Щоб знайти, де утворюється його зображення S1, проведемо з точки S два промені: промінь SO уздовж головної оптичної осі (він проходить через оптичний центр лінзи, що не заломлюючись) і промінь SB, падаючий на лінзу в довільній точці В. Проведемо побічну оптичну вісь, паралельну променю SB (показана штриховою лінією). Накреслимо задню фокальную площину у разі збирає лінзи (передню фокальну площину у разі розсіює лінзи). Побічна вісь перетне фокальную площину в побічному фокусі F '. Через цей побічний фокус пройдуть всі паралельні даній оптичній осі промені після заломлення в збирає лінзі (або продовження заломлених променів в розсіює лінзі), отже, і промінь SB. Заломлений промінь (або його продовження) перетне головну оптичну вісь у точці S1 яка і є зображенням точкового предмета S.

3. . Радиоактивність. Альфа-р, вета-роз, гама-випромін. Ядерні р-ції

Радиоактивність-самопроизвольний распад ядра, з утв. ядер ін. елементів та елементарніх частинок.Встановлено, що всі хімічні елементи з порядковим номером, більшим за 92— радіоактивні. Принцип за яким можна встанов. чи стабільне ядро: Ядро стабільне якщо його Е мін. порівняно з Е всіх ядер, в які данне ядро може перетворитися. Існує 3 способа перетворення ядер: альфа-розпад; бета-розпад; р-ція ділення ядерβ-промені є потоком електронів. β-розпад — внутрішньонуклонний процес, тобто відбувається перетворення нейтрона в протон із вильотом електрона й антинейтрино з ядра: + γ. + γ.

α-розпадназивають мимовільний розпад атомного ядра на ядро-продукт і α-частинку (ядро атома ).α-розпад є властивістю важких ядер з масовим числом А≥200. Всередині таких ядер за рахунок властивості насичення ядерних сил утворюються відособлення α-частинки, що складаються з двох протонів і двох нейтронів. Утворена таким чином α-частинка сильніше відчуває кулонівське відштовхування від інших протонів ядра, ніж окремі протони. Одночасно на α-частинку менше впливає ядерне міжнуклонне притягання за рахунок сильної взаємодії, ніж на решту нуклонів. .

γ-розпадце електромагнітні хвилі із довжиною хвилі, меншою за розміри атома. Вони утворюються зазвичай при переході ядра атома із збудженого стану в основний стан. При цьому кількість нейтронів чи протонів у ядрі не змінюється, а отже ядро залишається тим самим елементом. Однак випромінювання гамма-променів може супроводжувати й інші ядерні реакції.

Ядерна реакція - явище перетворення ядер атомівхімічних елементів і елементарних частинок.Як і хімічні реакції, ядерні реакції можуть бути ендотермічними й екзотермічними.Ядерні реакції поділяються на реакції розпаду та реакції синтезу. Особливим типом ядерної реакції є поділ ядра. Під час ядерних реакцій виконуються загальні закони збереженняенергії, імпульсу, моменту імпульсу та електричного заряду.Якщо сума мас спокою частинок до реакції більша за суму мас спокою частинок після реакції, то така реакція відбувається з виділенням енергії. Таку енергію називають енергетичним виходом ядерної реакції. Енергетичний вихід ядерної реакції обчислюється за формулою ΔE=Δmc², де Δm - дефект маси, c - швидкість світла.

билет 6

1. Закон Біо-Савара-Лапласа та його застосування.

Закон Біо-Савара-Лапласа — закон, який визначає магнітну індукцію навколо провідника, в якому протікає електричний струм. Закон Біо-Савара-Лапласа для вакуума або повітря де dB – величина індукції магнітного поля (магнітної індукції), створеного елементом dℓ провідника з струмом I; ₀ – магнітна стала; (₀ = 4πּ10^-7 Гн/м);  – радіус-вектор, проведений від елемента   провідника до точки, де визначається  ; α – кут між векторами   і  .

2. Тонка лінза. Формула тонкої лінзи

Тонка лінза - лінза, коли товщина самої лінзи d (відстань між наружниім точками сфер) мала в порівнянні з радіусами кривизни сферичних поверхонь d << R1 і R2. В іншому випадку такі лінзи називаються товстими.

Точки А і B в тонкій лінзі розташовані настільки близько один до одного, що їх можна прийняти за одну точку, яку називають оптичним центром лінзи і позначають точкою О. Промінь світла, що проходить через оптичний центр лінзи, практично не заломлюється.

Пряму О1О2, що проходить через центри сферичних поверхонь, які обмежують лінзу, називають її головної оптичної віссю. Головна оптична вісь тонкої лінзи проходить через оптичний центр. Будь-яку іншу пряму, що проходить через оптичний центр, називають побічної оптичної віссю.

Відстані від точки предмета до центру лінзи і від точки зображення до центру лінзи називаються сполученими фокусними відстанями.

Ц і величини знаходяться в залежності між собою і визначаються формулою, званої формулою тонкої лінзи

де u - відстань від лінзи до предмета;

v - відстань від лінзи до зображення;

f - головне фокусна відстань лінзи. У разі товстої лінзи формула залишається без зміни з тією лише різницею, що відстані відлічуються

немає від центру лінзи, а від головних площин

3. . Зн радіоктивного розпаду- фізичний закон, що описує залежність інтенсивності радіоактивного розпаду від часу і кількості радіоактивних атомів в зразку. Відкрито Фредеріком Содді і Ернестом Резерфордом. Вони виявили його експериментальним шляхом, сформулювавши таким чином:У всіх випадках, коли відокремлювали один з радіоактивних продуктів і досліджували його активність незалежно від радіоактивності речовини, з якої він утворився, було виявлено, що активність при всіх дослідженнях зменшується з часом за законом геометричної прогресії. з чого за допомогою теореми Бернуллівчені зробили висновок :Швидкість перетворення весь час пропорційна кількості систем, ще не піддалися перетворенню. Існує кілька формулювань закону, наприклад, у вигляді диференціального рівняння:

,

яке означає, що число розпадів , Що відбулося за короткий інтервал часу , пропорціональнo числу атомів у зразку .

Експоненціальна крива радіоактивного розпаду: за осі x - час, осі y - кількість нераспавшимися ядер або швидкість розпаду в одиницю часу.

Вирішення цього диференціального рівняння має вигляд:

,

де - Початкове число атомів, тобто число атомів для . лямда-стала розпаду

Інтенсивність розпаду хар-ється активністю (А)-кількість розпадів за одиницю часу. А=│ │=│ │=λN

N -число нерозпов. ядер. А=[Бк], [Ки]

билет 7

1.

2. 27.Побудова зображень у дзеркалах

Якщо сферичне дзеркало увігнуте, можливі різні випадки розташування зображення щодо дзеркала при різних відстанях до предмета. Буквою C позначений центр дзеркала, а буквою F - його фокус. При u> f формула дзеркала має вигляд:

а при u <f:

Для побудови взято три променя (хоча достатньо і двох):

промінь, паралельний головній оптичній осі після відображенні від дзеркала пройде через його фокус;

промінь, що проходить через фокус після відображення піде паралельно головній оптичній осі;

промінь, падаючий на полюс дзеркала після відображення піде під кутом, рівним куту падіння (за законом відбиття світла).

Я кщо предмет наближений до дзеркала і знаходиться на відстані, що перевищує відстань від дзеркала до його центру, то зображення його буде дійсним, перевернутим і зменшеним і розташується на відрізку між центром і фокусом.

Якщо предмет поміщений в центрі дзеркала, то його зображення також буде розташовано в центрі дзеркала. Зображення виходить дійсним, перевернутим і рівним за величиною предмета.

Якщо предмет поміщений між центром і фокусом, то зображення буде розташовано далі від дзеркала, ніж його центр і буде дійсним, перевернутим і збільшеним.28. Оптичні прилади : лупа, мікроскоп, телескоп

Якщо предмет ближче фокусу до дзеркала, то зображення - уявне, пряме, збільшене, по інший бік дзеркала від предмета.

побудова зображення в опуклому сферичному дзеркалі простіше, ніж в увігнутому: тут при будь-якій відстані предмета до дзеркала його зображення буде розташовано за дзеркалом. На малюнку нижче буквою F позначений фокус опуклого дзеркала, літерою V - полюс, y - висота предмета, y '- висота зображення. Формула дзеркала в цьому випадку має вигляд:

Зображення А1В1 (рис. 16.12) предмета АВ в плоскому дзеркалі завжди уявне, пряме, тих же розмірів, що і предмет, і симетричне щодо дзеркала.