Каков физический смысл массового числа

Массовое число

Ма́ссовое число́ атомного ядра — суммарное количество протонов и нейтронов (называемых общим термином «нуклоны») в ядре. Обычно обозначается буквой A . Массовое число близко к атомной массе изотопа, выраженной в атомных единицах массы, но совпадает с ней только для углерода-12, поскольку атомная единица массы (а. е. м.) определяется сейчас как 1 ⁄₁₂ массы атома 12 С. Во всех остальных случаях атомная масса не является целым числом, в отличие от массового числа. Так, массовое число изотопа хлора 35 Cl равно 35, а его атомная масса составляет 34,96885 а.е.м.

Массовое число в обозначении конкретного нуклида (вида атомных ядер) пишется верхним левым индексом, например 232 Th. Нуклиды с одинаковым массовым числом называются изобарами (например, изобарами являются нуклиды 14 C и 14 N).

Знание массового числа позволяет оценить массу ядра и атома. Если известно массовое число, то масса М атома и его ядра оценивается из следующего соотношения М ≈ А·m_N , где m_N ≈ 1,67·10 −27 кг — масса нуклона, то есть протона или нейтрона. Например, в состав атома алюминия-27 и его ядра входит 27 нуклонов (13 протонов и 14 нейтронов). Его масса примерно равна 27·1,67·10 −27 кг ≈ 4,5·10 −26 кг. Если необходимо получить массу ядра с большей точностью, то нужно учесть, что нуклоны в ядре связаны силами ядерного притяжения, и поэтому в соответствии с соотношением E = mc 2 масса ядра уменьшается. В массу атома также следует добавить суммарную массу электронов на орбитах вокруг ядра. Однако все эти поправки не превышают 1 %. [1]

Массовое число совпадает с барионным числом ядра. Барионное число сохраняется во всех известных процессах, поэтому любые радиоактивные распады и ядерные реакции не приводят к изменению суммы массовых чисел ядер в левой и правой части реакции. Например, при альфа-распаде урана-238

в левой части массовое число начального ядра равно 238, в правой части реакции — два ядра с массовыми числами 234 и 4, что в сумме даёт 238. С учётом того, что массовое число альфа-частицы (ядра гелия-4) равно 4, альфа-распад снижает массовое число распадающегося ядра на 4 единицы. Любые типы бета-распада (бета-минус-распад, позитронный распад, электронный захват, все типы двойного бета-распада) не изменяют массовое число, поскольку в этом процессе происходит лишь превращение некоторых нуклонов ядра из одного вида в другой (протонов в нейтроны или обратно). Изомерный переход также не изменяет массовое число ядра.

Примечания

1. ↑«Ишханов Б. С., Капитонов И. М., Кэбин Э. И., Частицы и атомные ядра. Основные понятия, Изд. МГУ, Москва, 2009, 271 с., тираж 100 экз.»

См. также

• Атомная физика
• Ядерная физика
• Физические величины

Протонно-нейтронная модель ядра. Физический смысл зарядового и массового чисел. Изотопы

Будьте внимательны! У Вас есть 10 минут на прохождение теста. Система оценивания — 5 балльная. Разбалловка теста — 3,4,5 баллов, в зависимости от сложности вопроса. Порядок заданий и вариантов ответов в тесте случайный. С допущенными ошибками и верными ответами можно будет ознакомиться после прохождения теста. Удачи!

Система оценки: 5 балльная

Список вопросов теста

Вопрос 1

Согласно современным представлениям ядро атома состоит из

Варианты ответов

• протонов и электронов
• электронов и нейтронов
• протонов и нейтронов
• электронов и позитронов

Вопрос 2

Порядковый номер элемента в таблице химических элементов Менделеева равен

Варианты ответов

• числу протонов в ядре
• числу нейтронов в ядре
• ничего не указывает
• числу нуклонов в ядре

Вопрос 3

Массовое число элемента в таблице Менделеева определяет

Варианты ответов

• число протонов в ядре
• число нейтронов в ядре
• число нуклонов в ядре
• число электронов в ядре

Вопрос 4

Сколько протонов и нуклонов в ядре \(_^U\) ?

Варианты ответов

• 92 протона, 235 нуклонов
• 92 протона, 143 нуклонов
• 0 протонов, 235 нуклонов
• 92 протона, 0 нуклонов

Вопрос 5

Число электронов в ядре равно

Варианты ответов

• числу протонов
• числу электронов
• разности между массовым числом и числом протонов
• сумме протонов и нейтронов

Вопрос 6

Правда ли что у изотопов разные массовые числа

Варианты ответов

Вопрос 7

Суммарный заряд нейтронов в ядре нейтрального атома

Варианты ответов

• отрицательный и равен по модулю суммарному заряду электронов
• положительный и равен по модулю суммарному заряду протонов
• может быть положительным или отрицательным, но равен по модулю суммарному заряду электронов
• равен нулю

Вопрос 8

Чему равно число электронов в ядре урана \(_^U\) ?

Варианты ответов

Вопрос 9

По данным таблицы химических элементов определите число нейтронов в ядре лития

Варианты ответов

Вопрос 10

Сколько протонов в ядре атома кремния

Каков физический смысл массового числа

Массовое число – суммарное число протонов и нейтронов в атомном ядре. Как известно атомное ядро состоит из протонов и нейтронов – элементарных частиц, имеющих очень близкие массы и объединяемых термином “нуклоны”. Если число протонов в ядре обозначить буквой Z, а число нейтронов — буквой N, то массовое число (или число нуклонов) А = Z + N. Термин “массовое число” связан с тем, что именно количество нуклонов (протонов и нейтронов) в ядре практически полностью (с точностью обычно не хуже 1%) определяет массу атомного ядра и атома. Знание массового числа позволяет оценить массу ядра и атома. Если известно массовое число, то масса М атома и его ядра оценивается из следующего соотношения где m_N — масса нуклона, т.е. протона или нейтрона. Например, в состав атома алюминия и его ядра входит 27 нуклонов (13 протонов и 14 нейтронов). Его масса Если необходимо получить массу ядра с большей точностью, то нужно учесть, что нуклоны в ядре связаны силами ядерного притяжения, и поэтому в соответствии с соотношением E = mc 2 масса ядра уменьшается. В массу атома также следует добавить суммарную массу электронов на орбитах вокруг ядра. Однако все эти поправки не превышают 1%.

• Основные характеристики ядер
• Калькулятор свойств ядер и характеристик ядерных процессов
• Массы атомных ядер

«Протонно-нейтронная модель ядра. Физический смысл зарядового и массового числа»

Автор: Нечаева Ольга Глебовна
Должность: учитель физики
Учебное заведение: МБОУ «Слободская школа им.Г.Н.Пономарёва»
Населённый пункт: д.Слобода, Грязовецкого района, Вологодской области
Наименование материала: Конспект урока физики в 9 классе
Тема: «Протонно-нейтронная модель ядра. Физический смысл зарядового и массового числа»
Раздел: среднее образование

Конспект урока физики в 9 классе

Тема урока: «Протонно-нейтронная модель ядра. Физический смысл

зарядового и массового числа»

Автор: Нечаева Ольга Глебовна, учитель физики МБОУ «Слободская школа

им.Г.Н. Пономарёва» Грязовецкого района Вологодской области
Учебный раздел курса физики 9-го класса: Атомная физика Глава учебника: Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер Тема урока: Протонно-нейтронная модель ядра. Физический смысл зарядового и массового числа. Используемая технология: Методика КЛУС ( КЛючевых Учебных Ситуаций), автор методики Аноырикова С.В. Цели урока: Образовательные: 1) рассмотреть протонно-нейтронную модель строения ядра атома 2) повторить с обучающимися понятия «массовое число», «зарядовое число», закон сохранения массового и зарядового числа 3) объяснить ученикам, в чём заключается физический смысл массового и зарядового чисел 4) познакомить их с понятиями «нуклоны», «изотоп» 5) отработать у учащихся навык определения неизвестного элемента в ядерных реакциях Развивающие: 1) способствовать развитию у учащихся физического чутья и математической грамотности 2) способствовать развитию коммуникативных качеств 3) способствовать расширению кругозора учащихся в области атомной и ядерной физики Воспитательные: 1) способствовать воспитанию у школьников чувства уважения к учёным нашей и других стран, внесших вклад в развитие атомной и ядерной физики 2) способствовать воспитанию у обучающихся толерантности к окружающим людям
Ход урока:

Этап урока и его

Действия учителя

Действия учащихся

продолжительность и

цели
1.Целеполагание (2мин) Цель: подготовить учащихся к восприятию информации, навести их на то, чтобы они смогли сформулировать тему и задачи урока самостоятельно Подводит учащихся к формулировке темы и цели урока (Тема первоначально на доске не указывается, появляется после того как её сформулируют дети, можно на экране). Отвечая на вопросы учителя, пытаются сформулировать тему и цель урока. Вносят предложения о работе, которую необходимо выполнить на уроке. Учитель: На сегодняшний день в разделе «Атомная физика» нам уже известна модель строения атома. Как называется эта модель и кем она открыта? Ученик: Планетарная модель атома, открытая Резерфордом (в центре атома положительно заряженное ядро, вокруг ядра движутся по орбитам отрицательно заряженные электроны) Учитель: Учёные Резерфорд и Чедвик открыли неизвестные частицы. Эти открытия подтвердили, что ядро атома имеет сложный состав. Какие частицы были открыты и в состав чего они входят? Ученики: Резерфорд открыл протон, а Чедвик – нейтрон. Обе частицы входят в состав атомного ядра. Учитель: располагая такими сведениями, о какой ещё модели (или о модели чего) можно теперь говорить? Ученики: Можно рассмотреть модель строения атомного ядра. И зная, что в состав ядра входят протоны и нейтроны, можно назвать её протонно-нейтронной. Учитель: Вы ребята сейчас сформулировали тему нашего сегодняшнего урока «Протонно-нейтронная модель ядра атома» (ПНМЯ). Запишите её в тетрадь. Ученики: Записывают тему урока в тетрадь Учитель: Как вы думаете, какова же будет наша задача на урок? Ученики: узнать, кто открыл модель ядра, какие характеристики имеет ядро, где эта модель была применима
Массовое и

числа и закон

Определение

неизвестного

элемента в
2.Активизация мыслительной деятельности (7 мин) Цель: Настроить учащихся на быструю и активную работу на Предлагает учащимся ряд заданий для устного счёта (каждому ученику выдаётся раздаточный материал и бланк ответов, необходимый для самопроверки). 2 варианта Задание: а) определить по записи у предлагаемых -Заполняют бланки ответов. Производят самопроверку. Объясняют чему равно массовое число, зарядовое число. -Решают уравнения у доски. По окончании работы производят

реакции
уроке химических элементов массовое и зарядовое число 13 27 Al, 20 40 Ca, 47 108 Ag; б) проверить в каких уравнениях выполняется закон сохранения массы и заряда: 7 14 N + 2 4 He → 8 16 O + 1 1 H 3 6 Li + 1 1 H → 2 4 He + 2 3 He 3 6 Li + 2 4 He → 5 11 B+ 0 1 n Два ученика в это время работают у доски. Их задание: найти неизвестный элемент в уравнении ядерной реакции. 1) 13 27 Al + 0 1 n → ? + 2 4 He 25 55 Mn + ? → 26 55 Fe + 0 1 n 2) 6 12 C + 1 1 H → 6 13 C + ? ? + 1 1 H → 11 22 Na + 2 4 He комментирование решения уравнений, формулируют закон сохранения массового и зарядового числа
Протонно-

модель ядра

числа
3.Изучение нового материала (23 мин) Цель Части 1: познакомить учащихся с новыми понятиями и их физическим смыслом Цель Части 2: способствовать закреплению навыка работы с текстом (задания ОГЭ) Часть 1: Учитель: На сегодняшнем уроке нам необходимо, как вы сами заметили, узнать, кому же принадлежит открытие модели атомного ядра. Сообщение об этом историческом событии нам подготовила ученица…… Выслушаем её. Ученица представляет рассказ об учёных Д.Д. Иваненко и В. Гейзенберге и предложенной ими протонно-нейтронной модели строения ядра. Остальные учащиеся делают краткие записи в своих тетрадях (для записи в тетрадь — это называется историческая справка) (4 мин) Учитель: При введении протонно-нейтронной модели ядра появился новый термин – «нуклоны», так называют частицы, входящие в состав ядра, т.е. и протоны, и нейтроны. Используя этот термин, можно сказать, что ядра состоят из нуклонов. Ученики: делают записи в тетради (1мин)
Учитель: выполните следующее задание: соберите с помощью цветных кружков модель атома бора на плоскости стола (белые кружки малого размера со знаком «-» – электроны, белые кружки большего размера со знаком «+»– протоны, голубые кружки, такого же размера как предыдущие – нейтроны) Ученики собирают модель атома бора. Пользуясь таблицей Д.И. Менделеева, определяют число электронов, протонов, нейтронов, нуклонов. По просьбе учителя комментируют (3мин).
Учитель: А теперь поговорим о характеристиках ядра (это второй пункт в плане нашей работы на уроке). Мы в начале урока повторили понятия массового и зарядового числа, они будут нам сейчас необходимы, так как они и являются главными характеристиками ядра, но важно уловить физический смысл этих понятий. Заполним таблицу: Массов ое число Зарядо вое число Опреде ление Общее число нуклон ов Число протон ов Физиче ский смысл Масса ядра (прото нов и нейтро нов вместе ) в а.е.м. . округл. до целых Заряд ядра в э.э.з. (=поря дко- вому номеру) Запись Вверху перед Х.Э. Внизу перед Х.Э. Обозна чение А Z Например, для ядра атома железа 26 56 Fe (А=56. Всего нуклонов – 56, Z=26) Общий вид записи ядра Х.Э. – Z A X (где Х – символ Х.Э. (химического элемента)) Формула для массового числа: А= Z+N (где N-число нейтронов)=> N=А- Z Значит для ядра атома железа N=56-26 =30 Учитель: выполните следующее задание в парах: Ученики по ходу рассказа учителя отвечают на вопросы и заполняют таблицу (4мин) Ученики записывают образцы в тетрадь (1мин) Ученики выполняют самостоятельно (можно
Часть 2: Учитель: Где же пригодилась протонно-нейтронная модель ядра? Об этом мы узнаем с вами, поработав с текстом. (Каждому выдаётся распечатка текста. Можно воспользоваться текстом учебника – 5 последних абзацев параграфа) После того как вы прочтёте текст, ответьте в тетради на 3 следующих вопроса: 1. Почему ядра одного и того же химического элемента, имеющие разные массы назвали изотопами? 2. Как с точки зрения протонно-нейтронной модели ядра объясняется существование ядер с одинаковыми зарядами и различными массами? 3.Объясните почему ядро урана 92 235 U относится к изотопам? Сколько в нём нуклонов, протонов и нейтронов? Ученики знакомятся с текстом (2 мин) Отвечают письменно на предложенные вопросы (3мин) Озвучивают полученные ответы (2мин)
Строение

Состав ядра

атома. Запись

реакции
4.Первичная проверка (10 мин) Цель: Провести первичную проверку знаний учащихся, чтобы выявить пробелы в знаниях. Учитель: для закрепления и проверки изученного материала вам предлагается выполнить тестовую работу (на 2 варианта, можно больше вариантов), включающую в себя 5 заданий: 3 задания с выбором ответа, 1 задание с кратким ответом, 1 задание с развёрнутым ответом: Вариант№1 1. На рисунке изображены схемы четырёх атомов, на которых показаны ядро (серый круг) и электронные орбиты с электронами на них (чёрные точки). Нейтральному атому 5 13 В соответствует схема Ученики: выполняют предложенный тест на бланках ответов и сдают на проверку учителю
2. Ядро атома состоит из А. нейтронов и электронов Б. протонов и нейтронов В. Протонов и электронов Г. Нейтронов 3. Сколько протонов содержится в ядре 92 238 U А. 92; Б. 146; В. 238; Г. 330 4. Установите соответствие между фамилиями учёных и открытиями А. Эрнест Резерфорд Б. Анри Беккерель В. Джеймс Чедвик 1. Открытие явления радиоактивности 2. Открытие нейтрона 3. Открытие протона 5.Элемент менделевий был получен при облучении эйнштейния альфа-частицами с выделением нейтрона. Напишите уравнение ядерной реакции. 5. Подведение итогов урока (3 мин) Учитель: — запишите Д/З: парагр. 71, Упр. 53 (2,3; 4-5*) ( записано на доске или на слайде) — поставьте оценки за успешную работу на уроке. ( указываются ученики и их оценки) — давайте вспомним, пожалуйста, какие вопросы мы сегодня на уроке рассмотрели Ученики записывают Д/З в дневник, выставляют оценки. Называют понятия, изученные на уроке А Б В

Всероссийский педагогический журнал «ПОЗНАНИЕ». Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС 77 — 65177.
ВЫДАНО ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБОЙ ПО НАДЗОРУ В СФЕРЕ СВЯЗИ, ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ.

Возрастная категория: 0+