Основные характеристики ядер атомов

1. Электрический заряд ядра. Ядра всех атомов заряжены положительно. Их заряд определяется числом протонов Z, входящих в состав ядра, и может быть найден по порядковому номеру соответствующего элемента в таблице Менделеева:

q_я = Ze,

где q_я – заряд ядра, е – положительный заряд, численно равный заряду электрона.

2. Масса ядра. Она не на много отличается от массы атома. Массу ядра выражают в атомных единицах массы (а.е.м.). За 1 а.е.м. принята 1/12 массы изотопа углерода с массовым числом 12.

1 а.е.м. = (1,66043 ± 0,00031)´ 10^-27 кг.

Например: т_р = 1,00728 а.е.м.,

т_п = 1,00867 а.е.м.,

т_a = 4,00152 а.е.м.

3. Массовое число. Это целое число (А), ближайшее к атомной массе атома, выраженной в а.е.м. Массовое число равно числу нуклонов в ядре.

А = Z + N,

где N – число нейтронов в ядре.

Символическая запись ядра: .

Нижний индекс у элемента означает порядковый номер Z, верхний – массовое число А.

4. Радиус ядра. Радиусы всех ядер могут быть вычислены по приближенной формуле

(1)

В ядерной физике длину выражают в фемтометрах (1 фм = 10^-15м).

В этих единицах вместо (1) имеем

.

5. Спин ядра. Ядро характеризуют спином, который равен сумме спинов нуклонов. Спины протона и нейтрона одинаковы:

.

Спин ядра, состоящего из четного числа нуклонов равен целому числу , а ядра гелия - нулю.

Ядро, состоящее из нечетного числа нуклонов, имеет спин, равный нечетному числу . Например, спин ядра трития равен , а ядра лидия .

6. Магнитный момент ядра. Со спином ядра связан магнитный момент р_тя. Его выражают в ядерных магнетонах Бора m_я.

Магнитный момент протона ~ , нейтрона Знак «-» означает, что магнитный момент нейтрона или ядра ориентирован противоположно спину.