![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Измерения в атомной и ядерной физике
Объекты микромира – атомы, ядра и элементарные частицы подчиняются законам в значительной мере отличающимся от законов макромира. Все законы, действующие в микромире, распространяются и на макромир. Однако, благодаря другому масштабу физических объектов форма и особенности этих законов изменяется и принимают вид хорошо известных законов макромира. Таким образом, квантово механические законы микромира являются более общими. Однако для объектов макромира они дают уточняющие поправки к классической механике, которые являются очень малыми и несущественными. Представление о порядке величин, встречающихся при изучении различных объектов, даёт рисунок 1.1 (а, б, в).
Рассмотрим масштабы и единицы величин, характерных для ядерной физики. Длина. Радиус атома имеет величину порядка 10− 8 см. Эта величина характеризует радиус орбиты наружных электронов. Радиус ядра имеет величину порядка 10− 12 − 10− 13 см. Расстояние 10− 13 см получило название 1 ферми (фм). Энергия. В качестве единицы энергии широко используется электронвольт (эВ). 1 эВ представляет собой энергию, приобретаемую электроном, ускоренным разностью потенциалов в 1 вольт. Энергия связи протонов и нейтронов в ядре равна в среднем 8× 106 эВ = 8 МэВ. Масса. Масса отражает инерционные и гравитационные свойства частиц. Массой определяется также имеющийся в частице запас энергии. Согласно специальной теории относительности, энергия E, масса m и импульс свободной частицы p связаны следующим соотношением:
Связ между энергией, массы и импульсом показывает, что полная энергия частицы состоит из двух частей: независимой от движения (энергии покоя mc 2) и зависящей от импульса. Если частица не имеет массы покоя, то связь между энергией и импульсом имеет вид:
Если частица с неравной нулю массой покоя покоится, то мы имеем знаменитую формулу:
Именно из рассмотрения последних трех формул ясно, почему в ядерной физике удобны единицы эВ/с2 для массы и эВ/с для импульса. Масса ядра и атома в ядерной физике часто измеряется в атомных единицах массы. За одну атомную единицу массы (а.е.м.) принимается 1/12 часть массы атома углерода.
|