Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

ОТ ЧЕТЫРЕХ К ОДНОМУ. СИЛЫ ВНУТРИАТОМНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ И ПРОЧНОСТЬ МАТЕРИАЛОВ

Бадамшин И. Х.,

2.3.3. Сравнительный анализ результатов расчета со справочными данными

Подтверждением адекватности модели (а также единства физических законов в природе) является примерное равенство сил F1 ≈ F2 ≈ F3 или Fцс ≈ FКУЛ ≈ Fg в приведенных ниже примерах. А также сравнение потенциального барьера с энергией первого возбужденного состояния ядра, Пуд и расчетных радиусов ядра со справочными значениями.

Ядро урана, badam103.wmf

Результаты расчета получены при условии, что Fцс ≈ FКУЛ ≈ Fg и сведены в табл. 2.18.

Таблица 2.18

Наименование параметра

Размерность

Величина параметра

расчетная

справочная

расхождение, %

Радиус ядра

м

10,56⋅10–15

7,43⋅10–15…10,53⋅10–15

–

0,2

Радиус нуклона

м

1,0⋅10–15

0,8⋅10–15

25

Центростремительная сила Fцс

Н

57,9

–

–

Кулоновская сила FКУЛ

Н

57,8

–

–

Сила гравитации, Fg

Н

57,9

–

–

Центробежная сила Fцб

Н

65,6

–

–

Удельный потенциальный барьер, Пуд

эВ

–1,02⋅106

–

–

Удельная кинетическая энергия частицы, Куд

эВ

1,0⋅106

–

–

Кинетическая энергия a-частицы, Кч

эВ

4,0⋅106

4⋅106…

8,8⋅106 [70]

0…

–

Примечания: отрицательное значение потенциального барьера означает, что в ядре центробежная сила больше центростремительной силы. Иначе говоря, имеет место излучение, т.е. радиоактивность.

Вывод

Удельная энергия связи (на один нуклон) для урана-238 составляет 7,6 МэВ. Но т.к. Fцб > Fцс, a-частица с энергией 4,00 МэВ, состоящая из четырех нуклонов, излучается из ядра.

Ядро трития, badam104.wmf

Результаты расчета получены при условии, что Fцс ≈ FКУЛ ≈ Fg и сведены в табл. 2.19.

Таблица 2.19

Наименование параметра

Размерность

Величина параметра

расчетная

справочная

расхождение, %

Радиус ядра

м

0,80⋅10–15

1,23⋅10–15

–34,9

Радиус нуклона

м

0,45⋅10–15

0,8⋅10–15

–43,7

Центростремительная сила Fцс

Н

284,3

–

–

Кулоновская сила FКУЛ

Н

282,9

–

–

Сила гравитации, Fg

Н

284,3

–

–

Центробежная сила Fцб

Н

286,2

–

–

Удельный потенциальный барьер, Пуд

эВ

–18,5⋅103

–

–

Удельная кинетическая энергия частицы, Куд

эВ

18,5⋅103

–

–

Кинетическая энергия b-частицы, Кч

эВ

18,5⋅103

18,6⋅103 [39]

0,5

Примечания. Отрицательное значение потенциального барьера означает, что центробежная сила в ядре трития больше центростремительной силы. Иначе говоря, имеет место излучение, т.е. радиоактивность. b-частица с энергией 0,185 МэВ, излучается из ядра, т.к. Fцб > Fцс.

Ядро дейтерия, badam105.wmf

Результаты расчета получены при условии, что Fцс ≈ FКУЛ ≈ Fg и сведены в табл. 2.20.

Таблица 2.20

Наименование параметра

Размерность

Величина параметра

расчетная

справочная

расхождение, %

Радиус ядра

м

1,26⋅10–15

(1,01…2,1)⋅10–15

–

Радиус нуклона

м

0,49⋅10–15

0,8⋅10–15

–38,7

Центростремительная сила Fцс

Н

69,9

–

–

Кулоновская сила FКУЛ

Н

69,3

–

–

Сила гравитации, Fg

Н

69,9

–

–

Центробежная сила Fцб

Н

51,8

–

–

Удельный потенциальный барьер, Пуд

эВ

0,286⋅106

  

–

Энергия первого возбужденного состояния, Пуд

эВ

  

нет

  

Поскольку центростремительная сила в ядре дейтерия больше центробежной, то удельный (на один нуклон) потенциальный барьер имеет положительное значение. Иначе говоря, излучение отсутствует.

Ядро лития, 7Li

Результаты расчета получены при условии, что Fцс ≈ FКУЛ ≈ Fg и сведены в табл. 2.21.

Таблица 2.21

Наименование параметра

Размерность

Величина параметра

расчетная

справочная

расхождение, %

Радиус ядра

м

1,42⋅10–15

1,79⋅10–15

–20,6

Радиус нуклона

м

0,43⋅10–15

0,8⋅10–15

–46,2

Центростремительная сила Fцс

Н

318,7

–

–

Кулоновская сила FКУЛ

Н

318,3

–

–

Сила гравитации, Fg

Н

318,7

–

–

Центробежная сила Fцб

Н

291,7

–

–

Удельный потенциальный барьер, Пуд

эВ

0,476⋅106

  

0,6

Энергия первого возбужденного состояния, Пуд

эВ

  

0,479⋅106 [39]

  

Центростремительная сила в ядре Li больше центробежной силы, имеется потенциальный барьер, излучение отсутствует.

Ядро натрия, badam106.wmf

Результаты расчета получены при условии, что Fцс ≈ FКУЛ ≈ Fg и сведены в табл. 2.22.

Таблица 2.22

Наименование параметра

Размерность

Величина параметра

расчетная

справочная

расхождение, %

Радиус ядра

м

1,98⋅10–15

3,18⋅10–15

–50,5

Радиус нуклона

м

1,81⋅10–15

0,8⋅10–15

126

Центростремительная сила Fцс

Н

337,3

–

–

Кулоновская сила FКУЛ

Н

338,5

–

–

Сила гравитации, Fg

Н

337,3

–

–

Центробежная сила Fцб

Н

319,6

–

–

Потенциальный барьер, Пуд

эВ

0,437⋅106

  

0,04

Энергия первого возбужденного состояния, Пуд

эВ

  

0,440⋅106 [39]

  

Центростремительная сила в ядре Na больше центробежной силы, имеется потенциальный барьер.

Ядро меди, badam107.wmf

Результаты расчета получены при условии, что Fцс ≈ Fкул ≈ Fg и сведены в табл. 2.23.

Таблица 2.23

Наименование параметра

Размерность

Величина параметра

расчетная

справочная

расхождение, %

Радиус ядра

м

5,20⋅10–15

(4,77…6,76)⋅10–15

–

Радиус нуклона

м

1,21⋅10–15

0,8⋅10–15

51,2

Центростремительная сила Fцс

Н

135,2

–

–

Кулоновская сила FКУЛ

Н

134,1

–

–

Сила гравитации, Fg

Н

135,2

–

–

Центробежная сила Fцб

Н

125,0

–

–

Потенциальный барьер, Пуд

эВ

0,665⋅106

    

Энергия первого возбужденного состояния, Пуд

эВ

  

0,668⋅106 [39]

0,4

Центростремительная сила в ядре Cu больше центробежной силы, т.е. имеется потенциальный барьер.

Ядро алюминия, badam108.wmf

Результаты расчета получены при условии, что Fцс ≈ Fкул ≈ Fg и сведены в табл. 2.24.

Таблица 2.24

Наименование параметра

Размерность

Величина параметра

расчетная

справочная

расхождение, %

Радиус ядра

м

2,34⋅10–15

3,10⋅10–15

–21

Радиус нуклона

м

1,29⋅10–15

0,8⋅10–15

61,2

Центростремительная сила Fцс

Н

285,3

–

–

Кулоновская сила FКУЛ

Н

284,3

–

–

Сила гравитации, Fg

Н

285,3

–

–

Центробежная сила Fцб

Н

256,9

–

–

Потенциальный барьер, Пуд

эВ

0,831⋅106

    

Энергия первого возбужденного состояния, Пуд

    

0,842⋅106 [39]

1,31

Центростремительная сила в ядре Al больше центробежной силы, т.е. имеется потенциальный барьер.

Ядро никеля, badam109.wmf

Результаты расчета получены при условии, что Fцс ≈ FКУЛ ≈ Fg и сведены в табл. 2.25.

Таблица 2.25

Наименование параметра

Размерность

Величина параметра

расчетная

справочная

расхождение, %

Радиус ядра

м

4,78⋅10–15

(4,66…6,60)⋅10–15

–

Радиус нуклона

м

1,25⋅10–15

0,8⋅10–15

56,2

Центростремительная сила Fцс

Н

148,1

–

–

Кулоновская сила FКУЛ

Н

148,1

–

–

Сила гравитации, Fg

Н

148,1

–

–

Центробежная сила Fцб

Н

124,1

–

–

Потенциальный барьер, Пуд

эВ

1,43⋅106

  

1,3

Энергия первого возбужденного состояния, Пуд

эВ

  

1,45⋅106 [39]

  

Центростремительная сила в ядре Ni больше центробежной силы, т.е. имеется потенциальный барьер.

Ядро железа, badam110.wmf

Результаты расчета получены при условии, что Fцс ≈ FКУЛ ≈ Fg и сведены в табл. 2.26.

Таблица 2.26

Наименование параметра

Размерность

Величина параметра

расчетная

справочная

расхождение, %

Радиус ядра

м

4,57⋅10–15

4,59⋅10–15

–0,4

Радиус нуклона

м

1,20⋅10–15

0,8⋅10–15

50,0

Центростремительная сила Fцс

Н

154,3

–

–

Кулоновская сила FКУЛ

Н

154,7

–

–

Сила гравитации, Fg

Н

154,3

–

–

Центробежная сила Fцб

Н

139,4

–

–

Потенциальный барьер, Пуд

эВ

0,847⋅106

    

Энергия первого возбужденного состояния, Пуд

эВ

  

0,845⋅106 [39]

0,2

Центростремительная сила в ядре Fe больше центробежной силы, имеется потенциальный барьер.

Ядро ванадия, badam111.wmf

Результаты расчета получены при условии, что Fцс ≈ FКУЛ ≈ Fg и сведены в табл. 2.27.

Таблица 2.27

Наименование параметра

Размерность

Величина параметра

расчетная

справочная

расхождение, %

Радиус ядра

м

4,23⋅10–15

4,45⋅10–15

–4,9

Радиус нуклона

м

1,08⋅10–15

0,8⋅10–15

35,0

Центростремительная сила Fцс

Н

154,3

–

–

Кулоновская сила FКУЛ

Н

154,7

–

–

Сила гравитации, Fg

Н

154,3

–

–

Центробежная сила Fцб

Н

139,4

–

–

Потенциальный барьер, Пуд

эВ

0,321⋅106

    

Энергия первого возбужденного состояния, Пуд

эВ

  

0,323⋅106

[39]

0,2

Центростремительная сила в ядре V больше центробежной силы, т.е. имеется потенциальный барьер.

Ядро хрома, badam112.wmf

Результаты расчета получены при условии, что Fцс ≈ FКУЛ ≈ Fg и сведены в табл. 2.28.

Таблица 2.28

Наименование параметра

Размерность

Величина параметра

расчетная

справочная

расхождение, %

Радиус ядра

м

4,26⋅10–15

4,47⋅10–15

–4,6

Радиус нуклона

м

1,08⋅10–15

0,8⋅10–15

35,0

Центростремительная сила Fцс

Н

165,9

–

–

Кулоновская сила FКУЛ

Н

165,6

–

–

Сила гравитации, Fg

Н

165,9

–

–

Центробежная сила Fцб

Н

138,8

–

–

Потенциальный барьер, Пуд

эВ

1,44⋅106

    

Энергия первого возбужденного состояния, Пуд

эВ

  

1,46⋅106

[39]

1,4

Центростремительная сила в ядре Cr больше центробежной силы, т.е. имеется потенциальный барьер.

Заключение

1. Центростремительное ускорение объекта, совершающего совместное орбитальное и вращательное движение, определяется по формуле (2.19)

badam113.wmf

2. Центробежное ускорение этого же объекта определяется по формуле

aц = ω2r.

3. Часть физических явлений объясняется соотношением между центробежной и центростремительной силами. В частности, процессы излучения и поглощения энергии в атоме и его ядре, а также гироскопический эффект и самоцентрирование ротора при w > wкр.

4. Результаты сравнительного анализа, приведенные в табл. 2.18–2.28 подтверждают адекватность модели.

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Современные проблемы науки и образования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,006
«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674
«Современные наукоемкие технологии» список ВАК ИФ РИНЦ = 0,940
«Успехи современного естествознания» список ВАК ИФ РИНЦ = 0,775
«Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований» ИФ РИНЦ = 0,593
«Международный журнал экспериментального образования» ИФ РИНЦ = 0,425
«Научное Обозрение. Биологические Науки» ИФ РИНЦ = 0,400
«Научное Обозрение. Медицинские Науки» ИФ РИНЦ = 0,801
«Научное Обозрение. Экономические Науки» ИФ РИНЦ = 0,871
«Научное Обозрение. Педагогические Науки» ИФ РИНЦ = 0,733
«Научное Обозрение. Технические Науки» ИФ РИНЦ = 0,695
«European journal of natural history» ИФ РИНЦ = 0,301
«Международный студенческий научный вестник»
Издание научной и учебно-методической литературы ISBN РИНЦ DOI
РЕЦЕНЗИИ и ОТЗЫВЫ
кандидатов и докторов наук
на статьи, авторефераты, диссертации, монографии, учебники, учебные пособия
Академия Естествознания готовит к изданию реестр новых научных направлений, разработанных российскими учеными