ГДЗ Физика 9 класс. Учебник [Сиротюк В.Д.] 2017
§ 31. ТЕРМОЯДЕРНОЙ РЕАКЦИИ. ЭНЕРГИЯ СОЛНЦА И ЗРЕНИЕ
ВОПРОСЫ К ИЗУЧЕННОГО1. В чем заключается суть термоядерных реакций?
Атомные ядра состоят из двух типов нуклонов - протонов и нейтронов. Их удерживает вместе так называемая сильное взаимодействие. При этом энергия связи каждого нуклона с другими зависит от общего количества нуклонов в ядре. В легких ядер с увеличением количества нуклонов энергия связи возрастает, а в тяжелых падает. Если добавлять нуклоны в легкие ядра или удалять нуклоны из тяжелых атомов, то эта разница в энергии связи будет выделяться в виде разницы между затратами на осуществление реакции и кинетической энергией частиц, высвобождающихся. Ядерная реакция с увеличением количества нуклонов в ядре называется термоядерной реакцией или ядерным синтезом.
Реакция синтеза заключается в следующем: берутся два или более атомных ядра и с применением некоторой силы сближаются настолько, что силы притяжения, действующие на таких расстояниях, преобладают силы электромагнитного отталкивания между одинаково заряженными ядрами, в результате чего формируется новое ядро. Оно будет иметь несколько меньшую массу, чем сумма масс исходных ядер, а разница становится энергией, выделяющейся в процессе реакции. Сколько энергии выделяется описывает известная формула E = mc ?. Легкие атомные ядра проще свести на нужное расстояние, поэтому лучшим топливом является водород, самый легкий (и самый распространенный) элемент во Вселенной.
Термоядерные реакции - это реакции синтеза (слияния) легких ядер при очень высокой температуре.
2. Какую энергию имеют Солнце и другие звезды?
Термоядерные реакции играют решающую роль в эволюции Вселенной. Энергия излучения Солнца и других звезд - термоядерного происхождения. По современным представлениям, на ранней стадии развития звезда состоит в основном из водорода. Температура внутри звезды так велика, что в ней происходят реакции слияния протонов и образуется гелий. Затем от слияния ядер гелия образуются более тяжелые элементы. Все эти реакции сопровождаются выделением энергии, благодаря которой звезды излучают свет в течение миллиардов лет. На Земле неуправляемая термоядерная реакция происходит при взрыве водородной бомбы.
3. Кто из ученых изучал процессы, происходящие на Солнце и других звездах?
Эддингтон - один из создателей теории внутреннего строения звезд. В книге «Зари и атомы» он писал: «Точка зрения, согласно которой энергия звезды возникает при построении других элементов из водорода, имеет большое преимущество, потому что не существует сомнений относительно возможности этого процесса, поскольку мы не имеем доказательств того, что в природе может происходить аннигиляция материи ... По моему мнению, существование гелия является лучшим доказательством того, что гелий может образовываться.».
Эту проблему решили физики Роберт Аткинсон и Фридрих Гоутерманс. Они воспользовались представлениями Георгия Гамова о туннельный эффект (1928 г.). С новой физической теории - квантовой механики, которая как раз создавалась в те времена, следовало, что микрочастицы благодаря своим волновым свойствам могут проникать под потенциальные барьеры и просачиваться сквозь них.
Первый ответ на эти вопросы нашли независимо друг от друга Карл Вейцзеккером в Германии и Ганс Бете в США. В 1938 г.. Они обнаружили первый цикл последовательной трансформации водорода в гелий, который мы сегодня называем карбоно-нитрогеновим. Другой вариант превращения водорода в гелий известный ныне как протон-протонный цикл, который предложили в том же 1938 Ганс Бете и Чарльз Критчфилд.
Якщо помітили в тексті помилку, виділіть її та натисніть Ctrl + Enter