Строение атомного ядра. Ядерные силы
Тема урока: Строение атомного ядра. Ядерные силы 📚
Цели урока 🎯
Разобраться, из каких частиц состоит ядро атома 🧠
Научиться определять состав ядра по записи элемента 🔢
Понять, что удерживает ядро от развала — ядерные силы 💪
Основная часть урока 📝
1. Из чего состоит ядро? 🤔
Ядро состоит из нуклонов — протонов и нейтронов. Протон заряжен положительно (заряд +e = 1,6 · 10−19 Кл), нейтрон нейтрален; массы у них почти одинаковые, около 1,67 · 10−27 кг. Ядро записывают так: слева внизу у символа элемента ставят зарядовое число Z (число протонов), слева вверху — массовое число A (общее число нуклонов). Число нейтронов: N = A − Z. Размер ядра — порядка 10−15 м, это в сто тысяч раз меньше самого атома.
2. Изотопы 🧪
Изотопы — разновидности одного элемента с одинаковым Z, но разным числом нейтронов. Химически они почти неразличимы, а вот ядерные свойства отличаются сильно. Классика: у водорода три изотопа — протий (1 протон), дейтерий (протон + нейтрон) и тритий (протон + 2 нейтрона). ✨ Важно: номер элемента в таблице Менделеева — это и есть Z.
3. Ядерные силы 💪
Самые мощные силы в природе: примерно в 100 раз сильнее электрических на расстояниях внутри ядра.
Короткодействующие: работают лишь на расстояниях порядка 10−15 м, дальше исчезают.
Не зависят от заряда: протон-протон, нейтрон-нейтрон и протон-нейтрон притягиваются одинаково.
4. Разбор задач 🛠
Задача 1. Определи состав ядра свинца-207 (Z = 82, A = 207).
Протонов столько, сколько указывает зарядовое число: 82.
Нейтронов: N = A − Z = 207 − 82 = 125.
Проверка: 82 + 125 = 207 = A. Ответ: 82 протона и 125 нейтронов (а вокруг ядра — 82 электрона).
Задача 2. Чем отличаются ядра изотопов хлора: хлор-35 и хлор-37 (Z = 17)?
У обоих по 17 протонов — это один и тот же элемент.
Хлор-35: N = 35 − 17 = 18 нейтронов. Хлор-37: N = 37 − 17 = 20 нейтронов.
Ответ: изотопы различаются двумя нейтронами при одинаковом заряде ядра.
Задача 3. С какой силой отталкиваются два протона на расстоянии r = 2 · 10−15 м (типичное расстояние в ядре)?
Закон Кулона: F = k·e²/r², где k — коэффициент (9 · 109 Н·м²/Кл²), e — заряд протона (1,6 · 10−19 Кл), r — расстояние (м).
Числитель: 9 · 109 · (1,6 · 10−19)² = 9 · 109 · 2,56 · 10−38 ≈ 2,3 · 10−28 Н·м².
Делим на r² = 4 · 10−30 м²: F ≈ 58 Н.
Ответ: около 58 Н — как вес шестикилограммовой гири, и это на две крошечные частицы! Раз ядро не разлетается, ядерное притяжение ещё сильнее.
Типичные ошибки ⚠️
❌ Путают массовое число A и заряд Z → ✅ A — все нуклоны (сверху), Z — только протоны (снизу).
❌ Считают число нейтронов равным A → ✅ нейтронов N = A − Z.
❌ Думают, что в ядре есть электроны → ✅ в ядре только протоны и нейтроны, электроны — в оболочке атома.
❌ Полагают, что ядерные силы действуют на любом расстоянии → ✅ уже за пределами ядра они практически исчезают.
Хочешь понимать, а не зубрить? 🎓
Ядерная физика — это логика, а не заучивание символов. На живых онлайн-уроках «Моей школы LS» учитель в малой группе доведёт тебя от записи ядра до задач ЕГЭ. Учим с 1 по 11 класс.
Мини-конспект 📋
Ядро = протоны + нейтроны (вместе — нуклоны).
Z — число протонов, A — число нуклонов, N = A − Z.
Изотопы: одинаковое Z, разное число нейтронов.
Размер ядра ~10−15 м — в 100 000 раз меньше атома.
Ядерные силы: мощные, короткодействующие, не зависят от заряда.
Именно они побеждают кулоновское отталкивание протонов.
Зачем это нужно? 🚀
Изотопы работают в медицине: диагностика и лечение опухолей ⚕️
Энергия ядерных сил питает атомные электростанции ⚡
По изотопам углерода археологи датируют древние находки 🏺
Это общее название частиц, из которых состоит ядро: протонов и нейтронов. Их суммарное количество равно массовому числу A.
Протонов — 92 (это зарядовое число). Нейтронов: N = A − Z = 238 − 92 = 146. Итого 238 нуклонов.
Протоны действительно отталкиваются с огромной силой, но внутри ядра действуют ядерные силы притяжения — они примерно в 100 раз мощнее электрических и удерживают нуклоны вместе.
Оцените урок:
