Атомное ядро, основные характеристики

Частицы и античастицы.

Элементарные частицы, типы взаимодействий.

Космическое излучение.

Радиоактивное излучение и его виды.

Ядерные силы. Модели ядра.

Атомное ядро, основные характеристики.

Тема 1. Основы ядерной физики и элементарных частиц.

ЧАСТИЦ

РАЗДЕЛ III. ФИЗИКА АТОМНОГО ЯДРА И ЭЛЕМЕНТАРНЫХ

Преподаватель Стишенок Е.О.

Лекция №16.

Английским учёным Э.Резерфордом было показано, что атому соответствует планетарная модель и, что атомные ядра имеют размеры примерно 10^–14÷10^–15 м (линейные размеры атома примерно 10 ^{– 10 м).}

Атомное ядро состоит из элементарных частиц — протонов и нейтронов.

Протон (р) имеет положительный заряд, равный заряду электрона, и массу покоя m_р=1,6726×10^–27кг» 1836·m_e, где m_e — масса электрона.

Нейтрон (n) — нейтральная частица с массой покоя m_n=1,6749×10–27кг»1839·m_e.

Протоны и нейтроны называют­ся нуклонами (от лат. nucleus — ядро).

Определение 1.

Общее число нуклонов в атомном ядре называ­ется массовым числом А.

Атомное ядро характеризуется зарядом Ze, где Z — зарядовое число ядра.

Определение 2.

Зарядовое число ядра – Z – это величина, равная числу протонов в ядре и совпадающая с порядковым номером химического элемента в Периодической системе элементов Менделеева.

Известные в настоящее время 107 элементов таблицы Менделеева имеют зарядовые числа ядер от Z= 1 до Z= 107.

Так как атом нейтрален, то заряд ядра определяет и число электронов в атоме. От числа электронов зависят химические свойства атома.

Определение 3.

Ядра с одинаковыми Z, но разными А (т. е. с разными числами нейтронов N=A–Z) называются изотопами, а ядра с одинаковыми А, но разными Z— изобарами.

Например, водород (Z=1) имеет три изотопа: Н—протий (Z=1, N=0), Н—дейтерий (Z=1, N=1), Н — тритий (Z=1, N=2), олово—десять, и т. д.

В подавляющем большинстве случаев изотопы одного и того же химического элемента обладают одинаковыми химическими и почти одинаковыми физическими свойствами (исключение составляют, например, изотопы водорода.

Примером ядер-изобар могут служить ядра Ве, В, С. В насто­ящее время известно более 2500 ядер, отличающихся либо Z, либо А, либо тем и другим.

Определение 4.

Радиусом ядра называется величина, которая задается эмпирической формулой:

, (1)

где R₀=(1,3¸1,7)10^–15 м.