Макеты страниц ЯДРО АТОМНОЕЦепочка открытий, которые позволили заглянуть внутрь атомного ядра, сжатая до одной строки, выглядит так: атом -> электрон -> атомное ядро -> частицы внутри ядра. Последние шаги были сделаны после открытия радиоактивности, когда физики получили прекрасный инструмент для проникновения в глубь вещества — Вот эти шаги. 1911 г. Э. Резерфорд на основании опытов по рассеянию 1919 г. Эксперименты Резерфорда и его сотрудников по облучению 1932 г. Английский ученый Дж. Чедвик открывает нейтрон, существование которого было предсказано Э. Резерфордом еще в 1921 г. Масса нейтрона оказалась очень близкой к массе протона. И в этом открытии важную роль сыграли а-частицы: нейтроны возникали при бомбардировке ими бериллиевой мишени. После открытия нейтронов сразу и почти одновременно физики из разных стран предложили модель ядра, состоящего из протонов и нейтронов. Такая модель позволяла хорошо объяснить наблюдаемые соотношения между массами и зарядами ядер. Например, ядра гелия, состоящие их двух протонов и двух нейтронов, имеют заряд, в 2 раза превышающий заряд протона, и массу, в 4 раза большую его массы. Для углерода это соотношение 6 и 12 и т. д. Нейтронно-протонная модель строения атомных ядер устранила многочисленные противоречия и трудности, имевшиеся в старой модели ядра, состоящего из протонов и электронов. Внутри ядра протоны и нейтроны удерживаются особым видом сил — ядерными силами (см. Сильные взаимодействия). От более привычных нам электромагнитных сил они отличаются, во-первых, тем, что одинаково действуют на заряженный протон и не имеющий заряда нейтрон. (Когда хотят это подчеркнуть, то оба вида частиц называют нуклонами.) Во-вторых, ядерные силы проявляются только тогда, когда нуклоны находятся на малых расстояниях Еще одна характерная особенность ядерных сил: из-за их короткого действия нуклоны чувствуют только ближайших своих соседей. В этом смысле ядро напоминает каплю воды, в которой молекулы взаимодействуют лишь с соседними молекулами, а частицы, находящиеся на поверхности капли, стремятся втянуться внутрь, создавая поверхностное натяжение. Чтобы вырвать нуклон из ядра, требуется большая энергия. Для элементов средней части периодической системы она составляет около 8 МэВ. Но ядро не просто капля, а капля заряженная. С увеличением Z — числа протонов в ядре — силы электрического отталкивания увеличиваются, а ядерные силы остаются постоянными. Поэтому ядра с очень большим Ядра с одинаковым Z называются изотопами, а с одинаковым полным числом нуклонов А — изобарами. Сейчас для ядер приняты следующие обозначения:
Например, Стабильных изотопов известно около 350. Нестабильных, т. е. претерпевающих Хотя многое в теории обычных ядер еще не выяснено, исследователи думают также и о возможности существования «необычных» ядер — чисто нейтронных, сверхтяжелых, сверхплотных и т. п. Теория допускает такую возможность, но эксперименты пока не принесли положительных результатов.
|
Оглавление
|