(Квантовые источники излучения - лазеры самостоятельно).
Основы теории ядра ЛЕКЦИЯ № 13
Согласно современным представлениям атомное ядро состоит из протонов и нейтронов, которые объединяются общим названием нуклонами.
1.Протон (от греч. Protos) термин был введен Резерфордом. Обозначается . Является стабильной частицей с временем жизни
лет
кг
Однако чаще всего масса элементарных частиц указывается в
Таким образом, считается больше, а масса е
Протон имеет собственный спин
2. Нейтрон (от латин. Neuter – ни тот, ни другой)
- нейтральная частица. Был предсказан теоретически, а затем обнаружен экспериментально в 1932 году английским физиком Чедвиком.
(в энергетических единицах)
3. Основные характеристики ядра.
Заряд ядра определяется количеством p в ядре и характеризуется зарядовым числом Z (порядковый номер элемента в таблице Мнделеева)
Число нуклонов протеинов и нейтронов численно равна массовому числу А.
Массовым числом называется ближайшее к массе атома целое число и выражается в а.е.м., которое определяется
|
|
Таким образом, любой элемент таблицы Менделеева отображается в следующем виде:
n = количество нейтронов.
4. Радиус-вектор зависит от числа содержащихся в нем нуклонов. Опыты показали, сто средняя плотность нуклонов для всех ядер приблизительно одинаковы, следовательно, объем ядра ~ массовому числу, а следовательно
см.
В настоящее время принято
см
Проведенные опыты по рассеиванию a -частиц на ядрах показали,. Что радиус действия ядерных сил больше радиуса. В котором распределены нуклоны.
Последняя формула для радиуса ядер имеет вид:
5. Масса ядра.
В настоящее время существует множество моделей атомных ядер, а следовательно множество формул, связывающих массы ядер с их составом. Однако в первом приближении все модели приводят к выводу, что масса ядра ~ массовому числу
- постоянная
отсюда следует, что плотность ядерного вещества приблизительно одинакова для всех ядер.
Если ядро состоит из p и n, то масса ядра должна быть связана с их массами. Измерение масс ядер показывает, что масса ядра всегда меньше суммы масс исходных нуклонов. Разность между массой всех исходных частиц и массой ядра называется дефектом масс:
Это означает, что при образовании ядра часть массы исходных частиц должна передаваться окружающей среде в виде энергии, которая согласно Эйнштейну
- называется энергией связи.
и показывает, какую энергию необходимо затратить для расщепления ядра на составные части.
Более важной характеристикой ядра называется удельная энергия связи, то есть энергия связи, приходящаяся на 1 нуклон
|
|
Оказалось, что Е зависит от массового числа А.
То есть существуют ядра химических элементов, в которых велика. Это ядра с массовыми числами 50-60, для которых энергия связи около 9 Мэв.
а)
В таких ядрах р и п-ны наиболее плотно упакованы, поэтому больше, чем в среднем.
б) Все точки для средней энергии связи на нуклон ложатся на гладкую кривую, за исключением ядер с магическими числами.
Они, как правило, с зарядовым числом
rколичество протонов
Либо с числом нейтронов
Но существует ядра, у которого Z и N входят в ряд магических чисел, тогда ядро мы назовем дважды магическим.
Это