Билет 17.

Вопрос 1. Строение атомного ядра

Ядро атома состоит из протонов и нейтронов. Протоны – это положительно заряженные частицы, масса которых равна примерно 1 а.е.м., заряд также равен 1 (в единицах элементарного заряда). Нейтроны – это частицы, не имеющие заряда, масса которых тоже равна 1. Так как заряд имеют только протоны, то заряд ядра равен числу протонов в ядре. Это соответствует порядковому номеру химического элемента в таблице Менделеева. Общее число протонов и нейтронов в ядре называют атомным числом. В ядрах лёгких элементов число протонов равно числу нейтронов, а в ядрах тяжёлых элементов нейтронов больше. Существуют химические элементы, которые должны занимать одну и ту же клетку в таблице Менделеева, т. к. у них в ядрах одинаковое число протонов и одинаковый заряд ядра. Такие элементы называют изотопами. Изотопы отличаются числом нейтронов, атомным числом и физическими свойствами.

В ядре частицы удерживаются ядерными силами. Это самые мощные силы в природе, но действуют они на расстояниях, не превышающих размеров ядра. При распаде ядра силы освобождаются, и выделяется огромная энергия.

Вопрос 2.

1. Почему постепенно затухают колебания математического маятника?

2. Как изменится частота и время колебаний стального шарика, подвешенного на нити, если под ним поместить сильный магнит?

3. Почему, раскачивая качели, мы добиваемся успеха, толкая её в верхней точке траектории, а при беспорядочных толчках раскачать качели не удаётся?

Вопрос 3.

Текст.

Она жила и по стеклу текла,

Но вдруг её морозом оковало,

И неподвижной льдинкой капля стала,

А в мире поубавилось тепла.

Вопрос: Какой физический процесс описан в стихотворении?

В чём неправ поэт с точки зрения физики?

В каком ещё состоянии может находиться вода?

Изменяются ли молекулы вещества при переходе из одного агрегатного состояния в другое?

Билет 18.

Вопрос 1. Ядерные реакции.

Ядерной реакцией называют превращение ядер атомов при их взаимодействии с элементарными частицами или друг с другом. Для сближения частиц и ядер им необходимо сообщить большую энергию, чтобы они могли попасть в сферу действия ядерных сил и преодолеть силы отталкивания. Это осуществляют в ускорителях частиц, где им сообщают энергию порядка 10⁵ МэВ. Первую ядерную реакцию осуществили в 1932 году, когда удалось расщепить литий на две альфа-частицы.

₃⁷Li+₁¹H ₂¹He+₂¹He

В результате реакции внутренняя энергия ядра лития превращается в кинетическую энергию разлетающихся частиц-ядер гелия. Разность энергий покоя частиц и ядер до реакции и после реакции называют энергетическим выходом ядерной реакции. Ядерная реакция может проходить не только с выделением, но и с поглощением энергии.

Эффективно вызывать превращение ядер могут нейтроны, т.к. они не имеют заряда и не отталкиваются ядрами.

Ядра некоторых тяжёлых элементов могут делиться на части, испуская при этом два-три нейтрона и гамма-излучение. Так происходит деление ядер урана, что позволяет осуществить цепную ядерную реакцию. Нейтрон, поглощаясь ядром, нарушает равновесие сил в ядре (ядерных и кулоновских сил отталкивания). Ядро начинает деформироваться и, когда кулоновские силы становятся преобладающими, распадается на две части. Эти части называют осколками. Осколки – это ядра других химических элементов. Кроме осколков освобождаются от одного до трёх нейтронов, вызывающих распад соседних ядер. Так происходит лавинообразное деление множества ядер – цепная ядерная реакция. При цепных ядерных реакциях выделяется огромная энергия, которую человек научился использовать в мирных целях.