Атом является составным: он состоит из положительно заряженного ядра, в котором сосредоточена почти вся масса атома, и электронов.
Существование атомного ядра открыл на опыте английский физик Э. Резерфорд. Он предложил планетарную модель атома, согласно которой электроны движутся вокруг атомного ядра подобно тому, как планеты движутся вокруг Солнца.
Сплошные спектры излучения дают раскаленные твердые и жидкие тела.
Линейчатые спектры излучают вещества в газообразном атомарном состоянии. У каждого химического элемента свой линейчатый спектр излучения, отличный от спектров других элементов. Это позволяет с высокой точностью определять химический состав вещества.
Определение химического состава вещества по линейчатым спектрам излучения называют спектральным анализом.
Непрерывный спектр излучения, на фоне которого видны темные линии, называют спектром поглощения. Для каждого элемента линейчатые спектры излучения и поглощения совпадают.
Согласно предложенной Н. Бором теории атома электроны в атомах движутся только по определенным орбитам, называемым стационарными. Когда электрон находится на стационарной орбите, атом не излучает и не поглощает электромагнитное излучение. При переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую атом излучает или поглощает электромагнитное излучение только определенной частоты.
Ядра атомов состоят из положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов. Заряд протона равен по модулю заряду электрона, а массы протона и нейтрона примерно равны.
Протоны и нейтроны имеют общее название — нуклоны. Масса одного нуклона примерно в 2000 раз больше массы электрона.
Число протонов в ядре называют зарядовым числом и обозначают Z. Электрический заряд ядра Ze.
Зарядовое число ядра совпадает с номером соответствующего химического элемента в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева. Зарядовым числом ядра атома определяются химические свойства элемента.
Число нейтронов в ядре обозначают N. Величину А = Z + N, равную общему числу нуклонов в данном ядре, называют массовым числом. Масса ядра приближенно равна произведению массового числа на массу одного нуклона.
Ядро атома обозначают так же, как и соответствующий химический элемент, ставя перед ним вверху массовое число, а внизу — зарядовое число.
Между нуклонами действуют очень большие силы притяжения, которые называют ядерными силами.
Состав радиоактивного излучения: α-лучи (пучок ядер гелия 9); β-лучи (пучок быстрых электронов); γ-лучи — пучок электромагнитного излучения очень большой энергии (γ-излучение).
При испускании ядром а-частицы массовое число ядра уменьшается на 4, а зарядовое число ядра уменьшается на 2.
При испускании ядром β-частицы (электрона) массовое число ядра остается неизменным, а зарядовое — увеличивается на 1.
При γ-излучении ядро остается ядром того же химического элемента с тем же массовым числом.
Периодом полураспада для данного изотопа называют промежуток времени, в течение которого распадается половина начального числа ядер.
Ядерными реакциями называют изменения атомных ядер при взаимодействии их друг с другом или с другими частицами (в том числе когда частицы испускаются ядрами).
В ядерных реакциях сохраняются общее число нуклонов (массовое число) и электрический заряд (зарядовое число). Поэтому сумма верхних индексов в левой и правой частях уравнения ядерной реакции одинакова; сумма нижних индексов в левой и правой частях уравнения ядерной реакции также одинакова.
Энергия, выделяющаяся в ядерной реакции, может в миллионы раз превосходить энергию, выделяющуюся в химических реакциях (для той же массы).
Реакциями деления называют реакции, в которых из «тяжелых» ядер с большим массовым числом образуются ядра, «средние» по массовому числу. Примером реакции деления является деление ядра урана.
Реакциями синтеза называют реакции, в которых из менее массивных ядер образуются более массивные ядра. Реакции синтеза идут только при очень высокой температуре, поэтому их называют также термоядерными реакциями.
Термоядерные реакции — основной источник энергии звезд.
Цепной ядерной реакцией называют ядерную реакцию, в которой число делящихся ядер увеличивается со временем или остается постоянным (управляемая ядерная реакция).
Устройство, в котором осуществляется управляемая цепная ядерная реакция, называют ядерным реактором.
Энергией связи ядра называют энергию, необходимую для расщепления ядра на отдельные нуклоны. Энергию связи, приходящуюся на один нуклон, называют удельной энергией связи.
Выделение энергии происходит в таких ядерных реакциях, в которых удельная энергия связи увеличивается.
Первая в мире атомная электростанция была построена в СССР. Сегодня доля атомных электростанций в общем мировом производстве электроэнергии составляет около 15 %.
Для работы атомной электростанции необходимо очень малое по массе количество топлива по сравнению с тепловой электростанцией. Запасов ядерного топлива хватит на несколько столетий.
В настоящее время значительно усовершенствована система обеспечения безопасности атомных электростанций.
Радиоактивное излучение опасно для живых организмов, потому что оно вызывает ионизацию атомов (поэтому его называют также ионизирующим излучением).
Наибольшей проникающей способностью обладают рентгеновское и гамма-излучение: задержать их может только массивная свинцовая или бетонная преграда. Велика также проникающая способность нейтронов.
Наименьшая проникающая способность у потока α-частиц (задерживается даже одеждой)
Воздействие радиоактивного излучения на организм характеризуют поглощенной дозой излучения D, которая равна отношению поглощенной телом энергии Е к массе тела m, то есть Единицей измерения поглощенной дозы излучения в СИ является грей (Гр):
Естественный радиационный фон обусловлен радиоактивностью окружающей среды и космическими лучами. Естественный радиационный фон составляет около 2 мГр в год на человека и не представляет опасности.
Самой перспективной для осуществления управляемого термоядерного синтеза считают реакцию синтеза ядер гелия из ядер дейтерия и трития. Принципиальное решение осуществления управляемого термоядерного синтеза предложили А. Д. Сахаров и И. Е. Тамм.
В Солнечной системе 8 так называемых больших планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун (планеты перечислены в порядке удаления от Солнца).
Планеты земной группы — Меркурий, Венера, Земля и Марс; планеты-гиганты — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
Планеты земной группы имеют сравнительно небольшие размеры. Крупный спутник (Луна) есть только у Земли.
У Меркурия нет атмосферы.
У Венеры очень плотная атмосфера из углекислого газа. Давление у поверхности Венеры в 90 раз больше, чем давление у поверхности Земли. Вблизи поверхности Венеры температура около 450 °С.
Луна движется вокруг Земли, вращаясь при этом вокруг своей оси так, что Луна всегда обращена к Земле одной стороной.
У Марса есть атмосфера, но давление вблизи поверхности планеты примерно в 150 раз меньше давления у поверхности Земли. Атмосфера Марса состоит в основном из углекислого газа.
Планеты-гиганты — огромные газовые шары с твердыми ядрами.
У всех планет-гигантов много спутников, причем некоторые из них больше Луны.
Между орбитами Марса и Юпитера обращаются миллионы мелких планет и небольших космических тел неправильной формы. Это — астероиды.
Солнечная система образовалась 4,6 млрд лет назад из холодного газопылевого облака, состоящего в основном из водорода и гелия с небольшой примесью других веществ.
Источником энергии Солнца и других звезд являются реакции термоядерного синтеза.
Расстояния до ближайших звезд исчисляются световыми годами.
Световым годом называют расстояние, которое свет пролетает в вакууме за один год.
Звезды отличаются друг от друга по размеру и цвету, причем одна звезда в течение своей жизни изменяет свой размер и цвет.
Рождаются звезды под действием сил гравитации: облако разреженного газа сжимается и нагревается. Когда температура в центре облака достигает нескольких миллионов градусов, начинаются термоядерные реакции синтеза. Через некоторое время (миллионы или миллиарды лет) звезда становится красным гигантом, а затем — белым карликом.
Звезды могут взрываться: это так называемые взрывы новых и сверхновых.
Млечный Путь — огромная звездная система, имеющая форму выпуклой линзы. Этой звездной системе, которую назвали Галактикой, принадлежит и Солнце. Диаметр Галактики около 100 000 световых лет, причем Солнце находится на расстоянии примерно 30 тыс. световых лет от центра Галактики.
Сегодня астрономы установили, что существуют миллиарды галактик. Одна из ближайших к нам — галактика Андромеды: до нее около 2 млн световых лет.
Американский астроном Э. Хаббл установил, что большинство галактик удаляются от нас, причем скорость удаления галактики прямо пропорциональна расстоянию до нее (закон Хаббла).
Вселенная расширяется: примерно 13 млрд лет назад все галактики начали разбегаться из очень малой области пространства. Начало Вселенной называют Большой взрыв.
9); β-лучи (пучок быстрых электронов); γ-лучи — пучок электромагнитного излучения очень большой энергии (γ-излучение).
Единицей измерения поглощенной дозы излучения в СИ является грей (Гр): 
