Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Строение атомного ядра

Читайте также:
  1. II. IV. Построение фациальных и палеогеографических карт
  2. Анатомическое строение желудка
  3. Артерии. Классификация. Развитие, строение и функции артерий. Взаимосвязь строения оболочек артерий и гемодинамических условий. Возрастные изменения.
  4. Атом и строение его электронных оболочек
  5. Билет 23. Построение рассуждений, их основные части, связи логического следования.
  6. Более детальное строение коры мозжечка
  7. В. Строение печёночных долек: балки и гепатоциты

Ко времени открытия Э. Резерфордом атомного ядра были известны только две элементарные частицы микромира – протон и электрон. Предполагалось, что именно из них и состоит атом, причем его ядро составляют протоны. Однако протонно-электронная гипотеза столкнулась с серьезными трудностями, поскольку привела к несоответствию с экспериментальными данными относительно величины спина ядра азота (так называемая «азотная катастрофа»). После открытия английским физиком Джеймсом Чедвиком нейтрона в 1932 г. сразу же была выдвинута идея о том, что ядро атома состоит из протонов и нейтронов (Д. И. Иваненко), которая была развита В. Гейзенбергом. Вскоре гипотеза о протонно-нейтронном строении ядра получило экспериментальное подтверждение. Начало бурно развиваться новое направление – ядерная физика.

В современной ядерной физике протон (p) и нейтрон (n) объединены одним названием – нуклон (N). Общее количество нуклонов в ядре называется массовым числом (А), число протонов равно положительному заряду ядра (Z) в единицах абсолютной величины заряда электрона, соответственно число нейтронов N = AZ. У ядер-изотопов одинаковые Z, но разные А и N, у ядер-изобар одинаковые А, но разные Z и N.

Нуклоны в ядре удерживаются ядерными силами, которые являются проявлением самого интенсивного из известных видов взаимодействия.
В частности, ядерные силы, действующие между протонами ядра, на два порядка интенсивнее, чем силы электростатического взаимодействия (отталкивания) между ними.

Размеры ядер определяются количеством содержащихся в них нуклонов. Для многонуклонных ядер (А >10) средняя плотность (количество в единице объема) нуклонов практически одинакова. Следовательно, объем ядра пропорционален числу нуклонов А, а линейный размер соответственно пропорционален А 1/3. Отсюда эффективный радиус ядра определяется формулой:

R = aA 1/3,

где постоянная а имеет порядок радиуса действия ядерных сил (~10 – 13 см).

Атомное ядро характеризуется чрезвычайно высокой плотностью вещества – около 1014 г/см3 (для сравнения, плотность металлов не превышает 103 г/см3). При этом плотность практически постоянна в центральной части ядра и экспоненциально убывает к его периферии. Предельный размер ядра (количество нуклонов) лимитируется радиусом действия сильного взаимодействия (ядерных сил), далее электростатическое отталкивание, которое спадает медленнее, приводит к распаду ядер. Размер ядер имеет порядок 10–13см, что на пять порядков меньше размера атома.

Ядро атома, как типичная квантовая система, может находиться лишь в определенных дискретных квантовых состояниях, различающихся значениями энергии и другими постоянными физическими величинами. Наиболее важные квантовые характеристики ядерного состояния – спин и четность. Спин ядра (в единицах постоянной Планка) равен сумме спинов составляющих его нуклонов, поэтому он является целым числом для ядер с четным числом нуклонов А и полуцелым – для ядер с нечетным А. Четность состояния определяет изменение знака волновой функции ядра при зеркальном отражении (инверсии) пространства. Квантовое состояние системы имеет определенную четность
Р = ±1, если эта система зеркально симметрична. В ядрах зеркальная симметрия незначительно, но нарушена из-за слабого взаимодействия между нуклонами, для которого характерно несохранение четности (см. ниже). Однако интенсивность слабого взаимодействия по порядку величины на ~1010 меньше основных ядерных сил. Поэтому смешивание состояний с разной четностью, обусловленное слабым взаимодействием, весьма мало и на структуре ядер практически не сказывается.


Дата добавления: 2015-07-08; просмотров: 154 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: Классическая механика. Принцип относительности | Развитие концепций пространства и времени | Пространство-время и законы сохранения | Классическая термодинамика. Понятие энтропии | Развитие представлений о природе света | Концепция относительности пространства-времени | Концепции атомизма и корпускулярно-волнового дуализма материи | Развитие концепции корпускулярно-волнового дуализма | Развитие представлений о строении атомов | Концепция квантовой механики |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Фундаментальные принципы квантовой механики| Элементарные частицы

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.006 сек.)