(1.3.4)
Масса атома
В ядерной физике обычно пользуются не массами ядер, а массами атомов. Это вызвано тем, что невозможно измерить непосредственно массу ядер без связанных с ними электронов, за исключением легчайших. Масса нейтрального атома в пределах точности современных методов измерения масс равна сумме масс ядра и электронов, составляющих атом, хотя в принципе масса атома есть Общая схема современного фотоядерного эксперимента по изучению структуры нуклонов. Гамма пучок получается в процессе обратного комптоновского рассеянии лазерных фотонов на электронах накопителя.
|
|
(1.3.4) |
где Σqi
– энергия связи ядра и электронов, Σqi
≈ 13,6×Z
эВ.
Таким образом, энергия связи электронов с ядром примерно в 107 раз
меньше массы атома и практически не влияет на массу атома.
Реактивное движение. Уравнение движения тела с переменной массой.
Массы атомов определяют с помощью приборов, которые называются масс-спектрометрами. Схема устройства масс-спектрометра изображена на рис. 1.3.1. В ионном источнике ИИ создаются положительные ионы атомов, массу Мi которых необходимо измерить. Ионы, имеющие электрический заряд qi,поступают через отверстие в ускоряющее электрическое поле, создаваемое приложенной между ИИ и Д1 разностью потенциалов U, после прохождения которой ионы приобретают кинетическую энергию
|
|
(1.3.5) |
и со скоростьюv поступают в пространственно однородное и постоянное магнитное поле с индукцией В, вектор которой перпендикулярен плоскости чертежа и направлен на читателя. На ион в магнитном поле действует сила Лоренца
|
|
(1.3.6) |
которая создает центростремительное ускорение v2/R, направленное к точке О, под действием которого ион будет двигаться по окружности радиуса R. Таким образом,
|
|
(1.3.7) |
Исключив из (1.3.5) и (1.3.7) скорость v, находим, что абсолютная величина массы иона
|
|
(1.3.8) |
Окружность нужного радиуса Rзадается положением диафрагм Д1, Д2 и Д3 . Подбирая величины U и В добиваются того, чтобы пучок ионов попадал на коллектор К, что фиксируется по максимуму тока ионов на коллекторе. Таким образом устанавливается, что ион движется по окружности радиуса Rи вычисляется масса иона. Если известна кратность ионизации то, вычитая из массы иона известную суммарную массу электронной оболочки, получают массу ядра.
1. Вильке В. Г. Теоретическая механика. МГУ, 1991 и последующие издания. 2. Гантмахер Ф. Н. Лекции по аналитической механике. М.:Наука, 1966 и последующие издания. 3. Голубев Ю. Ф. Основы теоретической механики. МГУ, 1992 и последующие издания. 4. Годунов С. К. Обыкновенные дифференциальные уравнения с постоянными коэффициентами. НГУ, 1994 (глава 2).
|
||
