Еркіндік дәрежесі бойынша энергияның біркелкі таралу заңы

Негізгі ұғымдар: молекуланың еркіндік дәреже саны i, ілгерілемелі, айналмалы және тербелмелі еркіндік дәрежелері. Еркіндік дәрежесі бойынша энергияның біркелкі таралу заңы - классикалық жүйелерге қолданатын статистиканың негізгі заңдарының бірі. Жүйенің еркіндік дәреже саны деп оның кеңістіктегі орнын анықтайтын тәуелсіз координаталардың санын айтады. Олай болса, бір атомды молекулалар үш ілгерілемелі еркіндік дәрежеге, екі атомды молекулалар – үш ілгерілемелі, және екі айналмалы, көп атомды молекулалар және абсолютті қатты дене – үш ілгерілемелі және үш айналмалы еркіндік дәрежесіне ие болады. Жылулық тепе-теңдік жағдайында молекуланың әр еркіндік дәрежесіне тең орташа бірдей кинетикалық энергиядан келеді. Мұндағы, - Больцман тұрақтысы. Екі немесе көп атомды молекулалар айналмалы және тербелмелі қозғалыстар жасайды. Тербелмелі қозғалыстың болуы кинетикалық энергияның потенциалдық энергияға ауысуынан және керісінше болуымен байланысты. Молекуладағы атомның тербеліс энергиясын ескерсек, орташа кинетикалық және орташа потенциалдық энергиясын қарастыруымыз қажет. Молекуланың толық энергиясы

,

мұндағы i – молекуланың еркіндік дәреже саны

Ядролық реакциялар.

Ядролық реакциялар ядроның басқа ядромен немесе элементар бөлшектермен өзара әсерлесе отырып, түрленуін айтады. Бұл әсерлесу бөлшектер бір-біріне 10^-15м қашықтыққа жақындағанда ядролық күш әсерінен болады. Ядролық реакциялардың ең жиі кездесетін түрі жеңіл бөлшектің ядросымен әсерлесу нәтижесінде жеңіл бөлшегі мен ядросының түзілуі болып табылады, яғни

.

Осы реакцияны қысқаша келесі түрде жазу қабылданған:

Жақша ішінде рекцияға қатысатын бірінші бастапқы, екінші соңғы жеңіл бөлшектер жазылады.

Реакцияға қатысатын жеңіл бөлшек: нейтрон ( ), протон ( ), дейтон ( ),

- бөлшек немесе -фотон болуы мүмкін. Мысалы

немесе қысқаша .

Ядролық реакциялар нәтижесінде энергия бөлініп шығуы немесе жұтылуы мүмкін. Бөлініп шығатын энергияны реакция энергиясы деп атайды. Ол реакцияға қатысатын бастапқы және соңғы ядролардың массаларының айырмасымен анықталады. Егер соңғы ядролардың массасы бастапқы ядролардың массасынан үлкен болса, онда реакция энергия жұта жүреді және реакция энергиясы теріс болады. Энергия шығара отырып жүретін ядролық реакцияларды экзотермиялық, ал жұта отырып жүретін реакцияларды эндотермиялық деп атайды.

 

 

Жасанды радиоактивтілік

Радиоактивтілік деп кейбір атомдардың ядроларының өздігімен басқа элементтердің ядроларына түрленуін айтады. Радиоактивтілік табиғи және жасанды болып бөлінеді. Табиғи радиоактивтілік табиғатта кездесетін тұрақсыз изотоптарда байқалады. Жасанды радиоактивтілік ядролық реакциялардың нәтижесінде алынған радиоактивті изотоптарда байқалады.

Радиоактивтілік құбылыстардың келесі түрлері кездеседі:

1. α – ыдырау;

2. β – ыдырау;

3. ядролардың γ – сәулелер шығаруы;

4. ауыр ядролардың спонтанды (өз-бетімен) ыдырауы;

5. протондық радиоактивтілік.

 

 

Билет № 9