Лекции по курсу общей физики. Квантовая физика. Сабирова Ф.М. - 28 стр.

                                  28                                                                   49
                                            2   2   6   2   6   1
 19           К           калий           1s 2s 2p 3s 3р 4s           примерно 0,05 мм). α-Излучение представляет собой поток ядер ге-
 20           Сa          кальций           2   2   6   2
                                          1s 2s 2p 3s 3р 4s 6   2     лия; заряд α-частицы равен +2е, а масса совпадает с массой ядра изо-
                                                                      топа гелия 2 Не 4 . Скорость α-частиц υ α ≈ 10 7 м/с.
 21           Sc          скандий         1s22s22p63s23р63d14s2
                                                                             β-Излучение отклоняется электрическим и магнитным полями;
 22           Ti          титан           1s22s22p63s23р63d24s2       его ионизирующая способность значительно меньше (примерно на два
и т.д., пока не будет заполнена 3d-оболочка.                          порядка), а проникающая способность гораздо больше (поглощается
        Это нарушение связано с взаимодействием между электронами,    слоем алюминия толщиной примерно 2 мм), чем у α-частиц. β-
состояние которых характеризуется главными квантовыми числами         Излучение представляет собой поток быстрых электронов, скорость ко-
n=3, n=4 и т.д. В результате взаимодействия возникает такое           торых υ β ≈ с / 2 . Оно сильно рассеивается в веществе.
положение, что состояние с большим n, но малым l может быть                 γ-Излучение не отклоняется электрическим и магнитным поля-
энергетически более выгодным.                                         ми, обладает относительно слабой ионизирующей способностью и
        Аналогичная ситуация наблюдается у редкоземельных элемен-     очень большой проникающей способностью (например, проходит через
тов, или лантаноидов (атомов с номерами 58-71), у которых заполне-    слой свинца толщиной 5 см), при прохождении через кристаллы обна-
ны оболочки 5s, 5р, 6s при незаполненной 4f оболочке. У них у всех    руживает дифракцию. γ-Излучение представляет собой корот-
внешняя оболочка 6s2. Еще одно отступление относится к актиноидам     коволновое электромагнитное излучение с чрезвычайно малой
(атомов с номерами 90-103), у которых заполняются 5f оболочка после
                                                                      длиной волны λ<10-10 м и вследствие этого – ярко выраженными кор-
заполнения внешней оболочки 7s2.
                                                                      пускулярными свойствами, т.е. является потоком частиц – γ-квантов
                                                                      (фотонов).
              III. ЭЛЕМЕНТЫ ФИЗИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ                                К 1904 г. Резерфорд остановился на том, что радиоактивность –
                                                                      это распад нестабильных атомов, при котором атом, испуская радио-
           § 12. Общая картина возникновения спектров.                активные лучи, превращается в новый нестабильный атом. Этот про-
                     Рентгеновское излучение.                         цесс продолжается до тех пор, пока не возникает стабильный нера-
                                                                      диоактивный атом. К этому времени были измерены массы ядер мно-
      Из § 11 следует, что оболочки в атомах заполняются электрона-   гих элементов и установили, что эта масса зависит от места элемента в
ми последовательно, по мере роста заряда ядра. Внешние (валентные)    таблице Менделеева.
электроны определяют химические и физические свойства, и они так
же отвечают за поглощение и испускание видимого, ультрафиолето-                        § 21. Закон радиоактивного распада.
вого и инфракрасного излучения. Спектры, образованные таким излу-
чением, называются оптическими, поэтому электроны внешних слоев             Под радиоактивным распадом, или просто распадом, понима-
тоже называют оптическими.                                            ют естественное радиоактивное превращение ядер, происходящее са-
      С увеличением числа электронов в атоме происходит усложне-      мопроизвольно. При радиоактивном превращении происходит изме-
ние спектров. В элементах с высокими атомными номерами ядро сла-      нение строения и состава исходного ядра, причем это изменение оп-
бее действует на внешние электроны, т.к. внутренние электроны экра-   ределяется внутриядерными процессами. Атомное ядро, испытыва-
низируют это действие ядра. Это вызывает усложнение спектров.         ющее радиоактивный распад, называется материнским, возникающее
      Атом излучает только в том случае, если он возбужден. Процесс   ядро – дочерним.
возбуждения состоит в том, что один или несколько электронов пере-          В основе теории радиоактивного распада лежит предположение,
ходит из нормального состояния на внешние, не заполненные, орби-      что этот процесс происходит самопроизвольно, является следствием
ты. Это состояние неустойчиво. Приближенно через τ≈10-8 с атом воз-   неустойчивости ядер и подчиняется статистическим законам. Вероят-
вращается в нормальное положение, излучая при этом квант энергии.     ность того, что отдельный нестабильный атом испытывает радиоак-