Курс общей физики, ориентированный на строительные специальности (конспект лекций) (стр. 24 )

Прибор, в котором используется это явление, называется фотодиодом. Фотодиоды могут работать в одном из двух режимов: 1) без внешнего источника электрической энергии (режим фотогенератора); 2) с внешним источником электрической энергии (режим фотопреобразователя). На рис. 35.35 показано строение (а) фотодиода и схемы его включения в режиме фотогенератора (б) и фотопреобразователя (в). Как видим, в режиме фотопреобразователя напряжение источника питания прикладывается к фотодиоду в обратном направлении. Свет падает на тонкий слой области, фотодиод подключается к внешней цепи с сопротивлением нагрузки с помощью проводящих контактов 1 и 2. Контакт 1 представляет собой тончайшую, практически прозрачную пленку золота.

В режиме фотопреобразователя фотодиоды применяются для контроля источников света, измерения интенсивности освещения и др. Кремниевые фотодиоды в режиме фотогенератора дают ЕДС около 0,5 В при КПД около 15%. Фотодиоды в виде солнечных батарей используются на космических аппаратах, для питания калькуляторов и т. д.

35.15. Светодиод

Светодиоды – это излучающие полупроводниковые приборы с одним переходом, преобразующие электрическую энергию в энергию некогерентного светового излучения. Принцип действия светодиода состоит в том, что в некоторых полупроводниках при рекомбинации пары электрон–дырка в переходе испускается фотон. Рекомбинация не всегда сопровождается излучением. Так, в германиевых переходах электрическая энергия почти полностью превращается в тепловую, т. е. происходит рекомбинация без излучения.

Светодиоды изготовляются из двойных и тройных полупроводниковых соединений. Диоды красного, желтого и зеленого свечения изготовляют на основе фосфида галлия, фиолетового свечения – на основе карбида кремния и т. д. Рекомбинация и излучение наблюдаются, если переход включен в прямом направлении (см. рис. 35.36).

Светодиод имеет малые габариты и массу, низкое потребление мощности, высокую стабильность и большой срок службы. Инерционность светодиодов мала, она составляет 10…100 нс. Светодиодам можно придать различную форму, а также размещать их на одном кристалле в виде черточек – сегментов. В этом случае, подавая питание на те или иные сегменты, можно получить любую цифру или букву. Такие светодиоды широко используются в световых табло, в калькуляторах для выведения цифровой и буквенной информации. КПД светодиодов может достигать нескольких процентов.

35.16. Полупроводниковый лазер

Инжекционный полупроводниковый лазер представляет собой полупроводниковый кристалл размером около 1 мм, в котором сформирован переход (см. рис. 35.37). Две перпендикулярные к плоскости перехода плоско-параллельные грани кристалла отполированы и служат в качестве полупрозрачных зеркал с коэффициентом отражения около 30%. Наиболее широко используется инжекционный лазер на арсениде галлия . Область типа получают внесением в арсенид галлия примеси теллура в концентрации , область типа – внесением примеси цинка в концентрации . Это очень большая концентрация примесей. В обычных диодах она намного меньше (около ).

Ток, проходящий через переход, вбрасывает в область перехода большое количество электронов и дырок. Само название инжекционного лазера происходит от слова “инжекция” (“инъекция”) – вбрасывание. При рекомбинации пар электрон-дырка испускаются фотоны с энергией, равной ширине запрещенной зоны . Рассмотрим судьбу фотона, движущегося вдоль перехода перпендикулярно к зеркальным граням. Прежде чем выйти наружу через одно из полупрозрачных зеркал, он может несколько раз отразиться от зеркал, снова и снова проходя через область перехода. Когда такой фотон встречает на своем пути пару электрон-дырка, он вызывает их рекомбинацию, причем фотон, испускаемый при рекомбинации, имеет такую же частоту, такую же фазу и такое же направление, как и вызвавший рекомбинацию. Таким образом, луч, направленный вдоль перехода переходу перпендикулярно к зеркалам, многократно усиливается. Часть этого луча выходит наружу через полупрозрачные зеркала. Те же первоначальные фотоны, которые пошли в сторону от оси зеркал, теряются без последствий.

Инфракрасный лазерный луч с длиной волны 0,89 мкм и с угловым расхождением около 1°, имеет мощность в непрерывном режиме около 0,2 Вт. Первые полупроводниковые лазеры приходилось охлаждать жидким азотом до температуры 77 К. Теперь наиболее распространенными являются лазеры на гетероструктурах, т. е. такие, в которых область и область представлены разнородными полупроводниками, например, область – арсенидом галлия , а область – . Последний кристалл представляет собой тот же арсенид галлия, в котором доля атомов галлия заменена атомами алюминия. В зависимости от доли атомов алюминия изменяются свойства перехода. Лазеры на гетероструктурах уже не требуют охлаждения, в зависимости от структуры могут испускать свет с длиной волны от 0,32 мкм (ультрафиолет) до 32 мкм (инфракрасные лучи), имеют КПД . Исследования гетероструктур Жоресом Алферовым отмечены Нобелевской премией.

Изменяя ток инжекции, можно управлять излучением полупроводниковых лазеров. Благодаря этому они находят применение в световолоконных линиях связи, в лазерных принтерах компьютеров, в устройствах записи информации на компакт-диски и считывания информации с этих дисков и т. д.

35.17. Тензорезистивный эффект

Тензорезистивный эффект состоит в изменении электропроводности кристалла в результате его деформации. Деформация растяжения приводит к увеличению межатомного расстояния, деформация сжатия – к его уменьшению. В металлах увеличение межатомного расстояния приводит к увеличению длины свободного пробега электронов проводимости, а следовательно, к возрастанию электропроводности. В полупроводниках, как это видно из рис. 34.6, увеличение межатомного расстояния приводит к увеличению ширины запрещенной зоны . Согласно формуле (34.8), электропроводность при этом уменьшается.

Тензорезистор конструктивно представляет собой либо решётку, изготовленную из проволоки или фольги (из константана, нихрома, различных сплавов на основе , , ), либо пластинку из полупроводника, например . Тензорезистор механически жёстко соединяют (например, приклеивают, приваривают) с упругой диэлектрической подкладкой либо крепят непосредственно на исследуемой детали. Упругий элемент воспринимает изменения исследуемого параметра (давления, деформации узла машины, ускорения и т. п.) и преобразует их в деформацию решётки (пластинки), что приводит к изменению сопротивления терморезистора.

35.18. Эффект Зеебека

Физические явления, обусловленные взаимосвязью между тепловыми и электрическими процессами в металлах и полупроводниках, называют термоэлектрическими явлениями. К ним относятся эффекты Зеебека, Пельтье и Томсона. Возникновение термоэлектрической ЭДС (ТЭДС) в электрической цепи, состоящей из нескольких разнородных проводников или полупроводников, называется эффектом Зеебека. Пара разнородных, материалов, используемых для получения ТЭДС, назывется термопарой. ТЭДС (а вместе с ней и вызываемый ею электрический ток) обращается в нуль вместе с разностью температур спаев:

, (35.13)

где и – температуры горячего и холодного спаев, – коэффициент ТЭДС, зависящий от материалов термопары и от температуры. Эффект Зеебека наблюдается как для пар металлов, так и для полупроводников. Так для термопары сурьма – свинец . Термопара представляет собой прибор, непосредственно преобразующий тепловую энергию в электрическую. Мощные металлические термопары с успехом заменили бы тепловые электростанции, если бы не их низкий КПД (не более 0,5%). Значительно бóльшим КПД обладают полупроводниковые термопары. У них значительно больший коэффициент ТЭДС и меньше теплопроводность, что уменьшает тепловые потери – передачу тепла вдоль термопары от одного спая к другому, охлаждение нагреваемой части термопары внешней атмосферой. Полупроводниковые термоэлектрогенераторы используются для прямого преобразования тепловой энергии ядерного реактора в электрическую на космических аппаратах.

С повышением температуры уровень Фéрми у полупроводников как , так и типа смещается к середине запрещенной зоны. В результате зонная диаграмма искривляется, как это показано на рис. 35.38. ТЕДС равняется разности потенциалов точек и :

. (35.14)

Потенциальная энергия электрона, прошедшего по замкнутой цепи между точками и , уменьшается на величину , а кинетическая энергия его направленного движения, т. е. энергия электрического тока, возрастает на ту же величину.

С помощью термопары можно измерять температуру спая (или, точнее, разность температур между двумя спаями). Включенный в цепь гальванометр измеряет силу тока , где  – полное сопротивление цепи. Отсюда определяется , а по ТЭДС – разность температур. Гальванометр можно, для данной термопары, проградуировать так, чтобы он показывал сразу разность температур. Если соединить несколько () термопар последовательно в так называемый термостолбик (рис. 35.39) и нагревать спаи, выведенные в одну сторону, точность измерений повышается в раз. Термостолбиком, подключенным к точному гальванометру, можно обнаружить горящую свечу на расстоянии порядка километра или измерить интенсивность света звезды.

35.19. Эффект Пельтье

Эффект Пельтье состоит в том, что при пропускании тока по цепи, составленной из нескольких проводников, в дополнение к джоулевому теплу , в одном из спаев выделяется, а в другом поглощается некоторое количество тепла

, (35.15)

где – сила тока, – время его пропускания, – коэффициент Пельтье, зависящий от природы контактирующих веществ и от температуры. При изменении направления тока меняется знак .

Коэффициент Пельтье имеет наибольшее значение в случае контакта двух полупроводников с различным типом проводимости. На рис. 35.40 на левом переходе электроны и дырки, поддерживая ток в указанном на рисунке направлении (слева направо), движутся навстречу друг другу. Встретившись, они рекомбинируют, т. е. электрон из зоны проводимости занимает вакансию в валентной зоне. При этом энергия электрона уменьшается на величину ширины запрещенной зоны . Выделившаяся энергия поглощается атомами решетки, что приводит к повышению температуры спая. На правом переходе электроны и дырки отсасываются внешним электрическим полем от границы раздела и области. Термодинамическое равновесие в распределении электронов по энергиям нарушается и поэтому здесь чаще происходят процессы рождения пар электрон – дырка, чем их рекомбинация. Энергия, необходимая для рождения пары, т. е. для перебрасывания электрона из валентной зоны в зону проводимости, берется у кристаллической решетки. В результате температура правого спая понижается.

Эффект Пельтье используется в микрохолодильниках, предназначенных для охлаждения микросхем компьютеров, стабилизаторах температуры кварцевых генераторов и др. Для охлаждения деталей, находящихся в замкнутом объеме, (см. рис. 35.41) выбирается такое направление тока, при котором температура спаев, находящихся в этом объеме, понижается.

35.20. Эффект Томсона

Эффект Томсона состоит в выделении или поглощении тепла в проводнике с током, вдоль которого имеется перепад температуры, происходящем помимо выделения джоулевого тепла . Количество тепла, выделяющееся вследствие эффекта Томсона за время на участке проводника с перепадом температуры при силе тока , равно

, (35.16)

где  – коэффициент Томсона, зависящий от материала проводника.

Знак тепла Томсона зависит от относительного направления тока и градиента температуры. Если направление тока соответствует движению электронов от горячего конца к холодному, то при переходе из более нагретого участка в более холодный электроны тормозятся и передают избыточную энергию окружающим атомам (выделяется тепло). При обратном направлении тока электроны переходят из более холодного участка в более горячий. В процессе установления теплового равновесия с решеткой электроны забирают у нее часть энергии, в результате чего температура решетки снижается (поглощается тепло).

ГЛАВА 36. СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА АТОМНОГО ЯДРА

36.1. Размер, состав и заряд атомного ядра

Атомное ядро состоит из элементарных частиц протонов и нейтронов. Протон (р) имеет положительный заряд, равный заряду электрона, и массу покоя mр = 1,6726×10-27 кг. Нейтрон (п) — нейтральная частица с массой покоя mn= 1,6749×10-27 кг. Протоны и нейтроны называются нуклонами. Общее число нуклонов в атомном ядре называется массовым числом А.

Атомное ядро характеризуется зарядом Zе, где Z — зарядовое число ядра, равное числу протонов в ядре и совпадающее с порядковым номером химического элемента в Периодической системе элементов Менделеева. Известные в настоящее время 107 элементов таблицы Менделеева имеют зарядовые числа ядер от Z = 1 до 107.

Ядро обозначается тем же символом, что и нейтральный атом: АZХ, где Х — символ химического элемента, Z — атомный номер (число протонов в ядре), А – массовое число (число нуклонов в ядре).

Так как атом нейтрален, то заряд ядра определяет и число электронов в атоме. От числа же электронов зависит их распределение по состояниям в атоме, от которого в свою очередь, зависят химические свойства атома. Следовательно, заряд ядра определяет специфику данного химического элемента, т. е. определяет число электронов в атоме, конфигурацию их электронных оболочек, величину и характер внутри атомного электрического поля.

Ядра с одинаковыми зарядом Z, но разными массовыми числами А (т. е. с разными числами нейтронов N=А-Z) называются изотопами, а ядра с одинаковыми А, но разными Z —изобарами. Например, водород (Z=1) имеет три изотопа: (протий, дейтерий, тритий), олово десять, и т. д. В подавляющем большинстве случаев изотопы одного и того же химического элемента обладают одинаковыми химическими и почти одинаковыми физическими свойствами (исключение составляют, например, изотопы водорода), определяющимися в основном структурой электронных оболочек, которая является одинаковой для всех изотопов данного элемента. Примером ядер-изобар могут служить ядра 104Ве, 105В, 106С. В настоящее время известно более 2500 ядер, отличающихся либо Z, либо А, либо тем и другим.

Радиус ядра задается эмпирической формулой

r = r0А1/3, (36.1)

где r0=(1,3÷1,7)×10-15м. Однако при употреблении этого понятия необходимо соблюдать осторожность (из-за его неоднозначности, например из-за размытости границы ядра). Из формулы вытекает, что объем ядра пропорционален числу нуклонов в ядре. Следовательно, плотность ядерного вещества примерно одинакова для всех ядер (1017 кг/м3).

36.2. Дефект массы и энергия связи ядра

Исследования показывают, что атомные ядра являются устойчивыми образованиями. Это означает, что в ядре между нуклонами существует определенная связь.

Массу ядер очень точно можно определить с помощью масс-спектрометров — измерительных приборов, разделяющих с помощью электрических и магнитных полей пучки заряженных частиц (обычно ионов) с разными удельными зарядами.

Масс-спектрометрические измерения показали, что масса ядра меньше, чем сумма масс составляющих его нуклонов. Но так как всякому изменению массы должно соответствовать изменение энергии, то, следовательно, при образовании ядра должна выделяться определенная энергия. Из закона сохранения энергии вытекает и обратное: для разделения ядра на составные части необходимо затратить такое же количество энергии, которое выделяется при его образовании.

Энергия, которую необходимо затратить, чтобы расщепить ядро на отдельные нуклоны, называется энергией связи ядра.

Энергия связи нуклонов в ядре

Есв = [Zmp + (A-Z)mn –mя ]с2, (36.2)

где mp, mn, mя — соответственно массы протона, нейтрона и ядра. В таблицах обычно приводятся не массы ядер, а массы атомов. Поэтому для энергии связи ядра пользуются формулой

Есв = [Zmн + (A-Z)mn –mя]с2, (36.3)

где mн — масса атома водорода. Так как mн больше mр на величину mе, то первый член в квадратных скобках включает в себя массу электронов. Но так как масса атома отличается от массы ядра, как раз на массу электронов, то вычисления по этим формулам приводят к одинаковым результатам.

Величина

Δm=[Zmp + (A-Z)mn ]–mя (36.4)

называется дефектом массы ядра. На эту величину уменьшается масса всех нуклонов при образовании из них атомного ядра.

Часто вместо энергии связи рассматривают удельную энергию связи δЕсв — энергию связи, отнесенную к одному нуклону. Она характеризует устойчивость (прочность) атомных ядер, т. е. чем больше δЕсв, тем устойчивее ядро. Удельная энергия связи зависит от массового числа А элемента. Для легких ядер (А<12) удельная энергия связи круто возрастает до 6÷7 МэВ, претерпевая целый ряд скачков, затем более медленно возрастает до максимальной величины 8,7 МэВ у элементов с А =50÷60, а потом постепенно уменьшается у тяжелых элементов Отметим для сравнения, что энергия связи валентных электронов в атомах составляет примерно 10 эВ (в 106! раз меньше).

Уменьшение удельной энергии связи при переходе к тяжелым элементам объясняется тем, что с возрастанием числа протонов в ядре увеличивается и энергия их кулоновского отталкивания. Поэтому связь между нуклонами становится менее сильной, а сами ядра менее прочными.

Наиболее устойчивыми оказываются так называемые магические ядра, у которых число протонов или число нейтронов равно одному из магических чисел: 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126. Особенно стабильны дважды магические ядра, у которых магическими являются и число протонов, и число нейтронов.

Наиболее устойчивыми с энергетической точки зрения являются ядра средней части таблицы Менделеева. Тяжелые и легкие ядра менее устойчивы. Это означает, что энергетически выгодны следующие процессы: 1)деление тяжелых ядер на более легкие; 2) слияние легких ядер друг с другом в более тяжелые. При обоих процессах выделяется огромное количество энергии; эти процессы в настоящее время осуществлены практически: реакции деления и термоядерные реакции.

36.3. Ядерные силы. Модели ядра

Между составляющими ядро нуклонами действуют особые, специфические для ядра силы, значительно превышающие кулоновские силы отталкивания между протонами. Они называются ядерными силами.

С помощью экспериментальных данных по рассеянию нуклонов на ядрах, ядерным превращениям и т. д. доказано, что ядерные силы намного превышают гравитационные, электрические и магнитные взаимодействия и не сводятся к ним. Ядерные силы относятся к классу так называемых сильных взаимодействий.

Перечислим основные свойства ядерных сил:

1) ядерные силы являются силами притяжения,

2) ядерные силы являются короткодействующими — их действие проявляется только на расстояниях примерно 10-15м. При увеличении расстояния между нуклонами ядерные силы быстро уменьшаются до нуля, а при расстояниях, меньших их радиуса действия, оказываются примерно в 100 раз больше кулоновских сил, действующих между протонами на том же расстоянии;

3) ядерным силам свойственна зарядовая независимость, ядерные силы, действующие между двумя протонами, или двумя нейтронами, или, наконец, между протоном и нейтроном, одинаковы по величине. Отсюда следует, что ядерные силы имеют неэлектрическую природу;

4) ядерным силам свойственно насыщение, т. е. каждый нуклон в ядре взаимодействует только с ограниченным числом ближайших к нему нуклонов. Насыщение проявляется в том, что удельная энергия связи нуклонов в ядре (если не учитывать легкие ядра) при увеличении числа нуклонов не растет, а остается приблизительно постоянной;

5) ядерные силы зависят от взаимной ориентации спинов взаимодействующих нуклонов. Например, протон и нейтрон образуют дейтрон (ядро изотопа водорода) только при условии параллельной ориентации их спинов;

6) ядерные силы не являются центральными, т. е. действующими по линии, соединяющей центры взаимодействующих нуклонов.

Сложный характер ядерных сил и трудность точного решения уравнений движения всех нуклонов ядра (ядро с массовым числом А представляет собой систему из А тел) не позволили до настоящего времени разработать единую последовательную теорию атомного ядра. Поэтому прибегают к рассмотрению приближенных ядерных моделей, в которых ядро заменяется некоторой модельной системой, довольно хорошо описывающей только определенные свойства ядра и допускающей более или менее простую математическую трактовку. Из большого числа моделей, каждая из которых обязательно использует подобранные произвольные параметры, согласующиеся с экспериментом, рассмотрим две: капельную и оболочечную.

1. Капельная модель ядра (эту модель предложили Н. Бор и ). Капельная модель ядра является первой моделью. Она основана на аналогии между поведением нуклонов в ядре и поведением молекул в капле жидкости. Так, в обоих случаях силы, действующие между составными частицами молекулами в жидкости и нуклонами в ядре, являются короткодействующими и им свойственно насыщение. Для капли жидкости при данных внешних условиях характерна постоянная плотность ее вещества. Ядра же характеризуются практически постоянной удельной энергией связи и постоянной плотностью, не зависящей от числа нуклонов в ядре. Наконец, объем капли, так же как и объем ядра, пропорционален числу частиц. Существенное отличие ядра от капли жидкости в этой модели заключается в том, что она трактует ядро, как каплю электрически заряженной несжимаемой жидкости (с плотностью, равной ядерной), подчиняющуюся законам квантовой механики. Капельная модель ядра позволила получить полуэмпирическую формулу для энергии связи нуклонов в ядре, объяснила механизм ядерных реакций и особенно реакции деления ядер. Однако эта модель не смогла, например, объяснить повышенную устойчивость ядер, содержащих магические числа протонов и нейтронов.

2. Оболочечная модель ядра (данную модель разработали М Гепперт-Майер и X. Иенсен). Оболочечная модель предполагает распределение нуклонов в ядре по дискретным энергетическим уровням (оболочкам), заполняемым нуклонами согласно принципу Паули, и связывает устойчивость ядер с заполнением этих уровней. Считается, что ядра с полностью заполненными оболочками являются наиболее устойчивыми. Такие особо устойчивые (магические) ядра действительно существуют.

Оболочечная модель ядра позволила объяснить спины и магнитные моменты ядер, различную устойчивость атомных ядер, а также периодичность изменений их свойств. Эта модель особенно хорошо применима для описания легких и средних ядер, а также для ядер, находящихся в основном (невозбужденном) состоянии.

По мере дальнейшего накопления экспериментальных данных о свойствах атомных ядер появлялись все новые факты, не укладывающиеся в рамки описанных моделей. Так возникли обобщенная модель ядра (синтез капельной и оболочечной моделей), оптическая модель ядра (объясняет взаимодействие ядер с налетающими частицами) и другие модели.

36.4. Радиоактивное излучение и его виды

А. Беккерель при изучении люминесценции солей урана случайно обнаружил самопроизвольное испускание ими излучения неизвестной природы, которое действовало на фотопластинку, ионизировало воздух, проникало сквозь тонкие металлические пластинки, вызывало люминесценцию ряда веществ. Продолжая исследование этого явления, Мария и Пьер Кюри обнаружили, что беккерелевское излучение свойственно не только урану, но многим другим тяжелым элементам, таким, как торий и актиний. Они показали также, что урановая смоляная обманка (руда, из которой добывается металлический уран) испускает излучение, интенсивность которого во много раз превышает интенсивность излучения урана. Таким образом удалось выделить два новых элемента — носителя беккерелевского излучения: полоний Ро и радий Rа.

Обнаруженное излучение было названо радиоактивным излучением, а само явление — испускание радиоактивного излучения — радиоактивностью.

Дальнейшие опыты показали, что на характер радиоактивного излучения препарата не оказывают влияния вид химического соединения, агрегатное состояние, механическое давление, температура, электрические и магнитные поля, т. е. все те воздействия, которые могли бы привести к изменению состояния электронной оболочки атома. Следовательно, радиоактивные свойства элемента обусловлены лишь структурой его ядра.

Под радиоактивностью понимают способность некоторых атомных ядер самопроизвольно (спонтанно) превращаться в другие ядра с испусканием различных видов радиоактивных излучений и элементарных частиц. Радиоактивность подразделяется на естественную (наблюдается у неустойчивых изотопов, существующих в природе) и искусственную (наблюдается у изотопов, полученных посредством ядерных реакций). Принципиального различия между этими двумя типами радиоактивности нет, так как законы радиоактивного превращения в обоих случаях одинаковы.

Радиоактивное излучение бывает трех типов: a-, β-, g- излучение. Подробное их исследование позволило выяснить природу и основные свойства.

a-излучение отклоняется электрическим и магнитным полями, обладает высокой ионизирующей способностью и малой проникающей способностью (например, поглощаются слоем алюминия толщиной примерно 0,05 мм). a- излучение представляет собой поток ядер гелия; заряд a - частицы равен +2е, а масса совпадает с массой ядра изотопа гелия.

β - излучение отклоняется электрическим и магнитным полями; его ионизирующая способность значительно меньше (примерно на два порядка), а проникающая способность гораздо больше (поглощается слоем алюминия толщиной примерно 2 мм), чем у a - частип. β -излучение представляет собой поток быстрых электронов (это вытекает из определения их удельного заряда),

Поглощение потока электронов с одинаковыми скоростями в однородном веществе подчиняется экспоненциальному закону N =N0е -μх, где N0 и N — число электронов на входе и выходе слоя вещества толщиной х, μ — коэффициент поглощения. β–излучение сильно рассеивается в веществе, поэтому μ зависит не только от вещества, но и от размеров и формы тел, на которые β - излучение падает.

g -излучение не отклоняется электрическим и магнитным полями, обладает относительно слабой ионизирующей способностью и очень большой проникающей способностью (например, проходит через слой свинца толщиной 5см), при прохождении через кристаллы обнаруживает дифракцию. g-излучение представляет собой коротковолновое электромагнитное излучение с чрезвычайно малой длиной волны <10-10м и вследствие этого - ярко выраженными корпускулярными свойствами, т. е. является потоком частиц — g - квантов (фотонов).

36.5. Закон радиоактивного распада. Правила смещения

Под радиоактивным распадом, или просто распадом, понимают естественное радиоактивное превращение ядер, происходящее самопроизвольно. Атомное ядро, испытывающее радиоактивный распад, называется материнским, возникающее ядро — дочерним.

Теория радиоактивного распада строится на предположении о том, что радиоактивный распад является спонтанным процессом, подчиняющимся законам статистики.

Так как отдельные радиоактивные ядра распадаются независимо друг от друга, т. е. можно считать, что число ядер dN, распавшихся в среднем за интервал времени от t до t+dt, пропорционально промежутку времени dt и числу N нераспавшихся ядер к моменту времени t