59.Спин электрона.

Электрон обладает собственным неуничтожимым механическим моментом импульса, не связанными с движением электрона в пространстве, ‑ спином.Спин электрона (и всех других микрочастиц) ‑ квантовая величина, у нее нет классического аналога; это внутреннее неотъемлемое свойство электрона, подобное его заряду и массе.Если электрону приписывается собственный механический момент импульса (спин) , то ему соответствует собственный магнитный момент . Согласно общим выводам квантовой механики, спин квантуется по закону ,где s ‑ спиновое квантовое число.

60.Пpинцип Паули.

Распределение электронов в атоме подчиняется принципу Паули, который может быть сформулирован в его простейшей формулировке: в одном и том же атоме не может быть более одного электрона с одинаковым набором четырех квантовых чисел n, l, , , т.е. или 1, где ‑ число электронов, находящихся в квантовом состоянии, описываемом набором четырех квантовых чисел: . Таким образом, принцип Паули утверждает, что два электрона, связанные в одном и том же атоме, различаются значениями по крайней мере одного квантового числа.

64.Уpовень Феpми.

Х имический потенциал для ферми-частиц может быть только положительным, т.е. . Иначе при экспонента в знаменателе в обратилась бы в бесконечность, а числа заполнения - в нуль, чего, естественно, быть не может. Химический потенциал , который, как уже отмечалось, имеет размерность энергии, в случае ферми-частиц называют энергией Ферми или уровнем Ферми и обозначают .

82.Стpоение атомных ядеp.

Атом состоит из ядра и окружающего его электронного "облака". Находящиеся в электронном облаке электроны несут отрицательный электрический заряд. Протоны, входящие в состав ядра, несут положительный заряд.В любом атоме число протонов в ядре в точности равно числу электронов в электронном облаке, поэтому атом в целом - нейтральная частица, не несущая заряда.Атом может потерять один или несколько электронов или наоборот - захватить чужые электроны. В этом случае атом приобретает положительный или отрицательный заряд и называется ионом.Практически вся масса атома сосредоточена в его ядре, так как масса электрона составляет всего лишь 1/1836 часть массы протона. Плотность вещества в ядре фантастически велика - порядка 1013 - 1014 г/см3. Спичечный коробок, наполненный веществом такой плотности, весил бы 2,5 миллиарда тонн! Внешние размеры атома - это размеры гораздо менее плотного электронного облака, которое примерно в 100000 раз больше диаметра ядра.Кроме протонов, в состав ядра большинства атомов входят нейтроны, не несущие никакого заряда. Масса нейтрона практически не отличается от массы протона.

83.Ядеpные pеакции и законы сохранения.

Ядерными реакциями называют превращения атомных ядер, вызванные взаимодействием их друг с другом или с элементарными частицами Как правило, в ядерных реакциях участвуют два ядра и две частицы. Одна пара «ядро-частица» является исходной, другая пара - конечной. Символическая запись ядерной реакции:А + а - В + b или А ( а, b) В, где А и В – исходное и конечное ядра, а и b – исходная и конечная частицы в реакции В ряде случаев ядерная реакция может происходить неоднозначно и наряду с предыдущей реакцией может происходить по схеме А+а – С+с, т.е. А (а,с) С или по другим схемам Ядерная реакция характеризуется энергией ядерной реакции Q, равной разности энергий конечной и исходной пар в реакции Если Q < 0, то реакция идет с поглощением энергии и называется эндотермической; если Q >0, то реакция идет с выделением энергии и называется экзотермическойЭндотермическая ядерная реакция оказывается возможной при некоторой наименьшей (пороговой) кинетической энергии Wпорог вызывающих реакцию ядер или частиц:

г де МA - масса неподвижного ядра – мишени, Ма - масса налетающей на ядро частицы ( или ядра).

В ядерных реакциях выполняются законы сохранения энергии, импульса, электрического заряда и массовых чисел. Если кинетическая энергия вступающих в реакцию частиц достаточна для рождения нуклон-антинуклонной пары , то массовое число может изменяться. Кроме того, в ядерной физике существуют особые законы сохранения, которых нет в других областях физики

Схема ядерной реакции, происходящей с образованием составного ядра, исходное ядро - мишень , а – налетающая частица,

- составное ядро, - ядро продукт ядерной реакции

b – частица, вылетевшая из ядра в результате реакции

Первая ядерная реакция, сопровождающаяся превращением атомных ядер была осуществлена Резерфордом в 1919 г.

⁴He + ¹⁴N --- ¹⁷O + p или ¹⁴N( a,p)¹⁷O.