Фізіка. 11 клас

Ядзерная фізіка вывучае атамныя ядры. Пратон і нейтрон з’яўляюцца двума рознымі станамі адной і той жа часціцы — нуклона.

Лік пратонаў у ядры называецца атамным нумарам  і абазначаецца літарай Z. Агульны лік нуклонаў называецца масавым лікам і абазначаецца літарай A. Лік нейтронаў у ядры 

N = A − Z.

Ядзерныя сілы — кароткадзеючыя сілы прыцягнення дзейнічаюць толькі паміж дадзеным нуклонам і яго непасрэднымі суседзямі.

Ядзерная рэакцыя — гэта працэс узаемадзеяння атамнага ядра з іншым ядром ці элементарнай часціцай, які можа суправаджацца змяненнем саставу і будовы ядра. 

Энергіяй рэакцыі Q называецца рознасць энергій спакою пачатковага і канечнага станаў часціц, якія ўдзельнічаюць у рэакцыі.
Ядзерныя рэакцыі, якія адбываюцца з вылучэннем энергіі  называюцца экзаэнергетычнымі, а з паглынаннем энергіі  — эндаэнергетычнымі. Энергія, якая вызваляецца пры ядзернай рэакцыі, называецца энергетычным выхадам ядзернай рэакцыі.

Пад энергіяй сувязі атамных ядзер разумеецца энергія, неабходная для падзелу ядра на асобныя нуклоны:

Дэфект масы ядра — рознасць паміж сумарнай масай усіх нуклонаў ядра ў свабодным стане і масай ядра:

Характарыстыкай трываласці (звязанасці) ядзер з’яўляецца ўдзельная энергія сувязі e ядра, г. зн. энергія сувязі, якая прыпадае на адзін нуклон:

Радыеактыўнасць — з’ява самаадвольнага ператварэння ядзер, якая суправаджаецца выпусканнем часціц ці ядзер і караткахвалевага электрамагнітнага выпраменьвання.

Радыеактыўныя ператварэнні ядзер, як правіла, суправаджаюцца выпусканнем α- і β-часціц і γ-выпраменьвання.

Пры α-распадзе прадуктам распаду аказваецца ізатоп з лікам пратонаў Z -2 з выпусканнем α-часціцы:

Пры β⁻-распадзе ўтвараецца ізатоп з атамным нумарам Z + 1:

Выпусканне γ-выпраменьвання не прыводзіць да ператварэнняў элементаў:

Закон радыеактыўнага распаду:

Ланцуговай рэакцыяй называецца працэс, у якім прадукты пэўнай рэакцыі выклікаюць наступныя рэакцыі такога ж тыпу.

Крытычнай масай называецца мінімальная маса ядзернага гаручага, неабходная для падтрымання ланцуговай рэакцыі.

Ядзерным рэактарам называецца прылада, у якой можа адбывацца самападтрымліваемая ланцуговая ядзерная рэакцыя дзялення ядзер цяжкіх элементаў пад дзеяннем нейтронаў.

Адным з відаў ядзерных рэакцый з’яўляюцца рэакцыі сінтэзу лёгкіх ядзер, якія эфектыўна ажыццяўляюцца пры звышвысокіх тэмпературах  і самападтрымліваюцца за кошт значнага вылучэння ў іх энергіі. Такія рэакцыі называюцца тэрмаядзернымі.

Іанізуючым называюць такі від выпраменьвання, узаемадзеянне якога з рэчывам прыводзіць да іанізацыі яго атамаў і малекул.

Колькасць энергіі, перададзенай адзінцы масы рэчыва іанізуючым выпраменьваннем, называецца дозай.

Прыборы для рэгістрацыі іанізуючага выпраменьвання называюць дэтэктарамі. 

Элементарныя часціцы — першасныя, нераскладаемыя далей час­ціцы, якія нельга лічыць злучэннем іншых часціц, што існуюць у сва­бодным стане. Асноўнымі характарыстыкамі элементарных часціц з’яў­ляюцца іх маса, электрычны зарад, сярэдні час жыцця, спін.

Для ўсіх элементарных часціц характэрна здольнасць выпускацца і паглынацца (нараджацца і знішчацца) пры ўзаемадзеянні з іншымі часціцамі. Адрозніваюць чатыры тыпы фундаментальных узаемадзеянняў: гравітацыйнае; электрамагнітнае; моцнае; слабае.

Механізм ўсіх узаемадзеянняў — абменны, г. зн. узаемадзеянне паміж дзвюма часціцамі ажыццяўляецца ў выніку іх абмену прамежкавай часціцай-пераносчыкам узаемадзеяння.

Электрамагнітнае ўзаемадзеянне характэрна для ўсіх часціц, якія валодаюць электрычным зарадам. Квант электрамагнітнага поля — фатон.

Моцнае ўзаемадзеянне () уласціва адронам. Часціцы, якія пераносяць  моцнае ўзаемадзеянне, атрымалі назву глюёны.

Слабае ўзаемадзеянне () характэрна для любых элементарных часціц. Пераносчыкамі слабага ўзаемадзеяння паміж лептонамі і кваркамі з’яўляюцца базоны , .

Кожнай элементарнай часціцы адпавядае свая антычасціца.

Агульная колькасць элементарных часціц разам з антычасціцамі ў цяперашні час — каля 500.

Вядома 36 кваркаў і антыкваркаў, 8 глюёнаў, 12 лептонаў  ,-часціцы і фатон, г. зн. колькасць фундаментальных элементарных часціц аказваецца роўнай 60.

У мікрасвеце выконваюцца фундаментальныя законы захавання энер­гіі, імпульсу і зарадаў.