Atomsko jedro. Odkrivanje skrivnosti

Ideja sodobne atoma, ki je potrditev dela več znanstvenikov, teoretikov in znanstvenikov dvajsetega stoletja, nam omogoča visoko stopnjo verjetnosti, da presodi njegovo strukturo in prisotnost v svoji sestavi različnih osnovnih delcev. Atomsko jedro je osrednji masivni del atoma. Sestavljajo ga protoni in nevtroni, ki so dobili skupno ime - nukleone. Največji del atoma (99,95%) je koncentriran v jedru. Velikost je zanemarljiva, in električni naboj je pozitiven in je večkratnik absolutnega naboja enega elektrona.

S številom elektronov ali nabojom atomskega jedra lahko sodimo posamezne lastnosti elementa. Ta številka ustreza njegovi redni številki v periodični tabeli.

Odprtje atomskega jedra je zasluga Rutherford (E. Rutherford), njegovi poskusi v 1911, z a-sipanje delcev, ko gredo skozi zadevi dovoljeno zelo verjetno opisati atom gradnje.

Kot temelj je vzet atomsko jedro vodika in osnovni delec, ki je osnova jeder drugih kemični elementi, leta 1920 je preimenoval proton. Ampak protonsko-elektronski atomska struktura imel številne pomanjkljivosti in jih ni veliko pojasnil fizični pojavi.

Za opis sestave jedra se je znanost o elementarnih delcih približala odkritju nevtona. Leta 1932 so J. Chadwick, W. Heisenberg in DD Ivanenko postavili hipotezo o prisotnosti jedra v delcih z nevtralnim nabojom. Gradbeni material, iz katerega sestavlja atomsko jedro, sta protoni in nevtroni. Število nukleonov določa masno število elementa.

Snovi, ki imajo enako število protonov v jedro (jedrska energija), se imenujejo izotopi. Izotoni so snovi z enakim številom nevtronov. Snovi z enakim številom nukleonov so izobarji.

Fizika atomskega jedra prevzema obstoj manjših sestavljenih "opek" za nevtronov in protonov. Kvarki, gluoni, mezonska polja predstavljajo kompleksen sistem - atomsko jedro. Nadaljnji opis kompleksnih medsebojnih razmerij elementarnih delcev se domneva s kvantno kromodinamiko.

Ob predpostavki, da jedro stabilnost problem, ki je sestavljen iz delcev, ki nimajo električnega naboja (nevtronov) in pozitivno nabite protonov, so znanstveniki ugotovila, da obstajajo v jedru zlasti jedrske sile, ki se razlikujejo od elektromagnetno in s pomočjo težnosti.

Vpliv teh sil je strogo omejen z razdaljo, nanašajo se na sile kratkega dosega in so omejene z neznatnim obsegom delovanja.

Nukleonskim jedrom kažejo, da jedrske sile kažejo pošteno neodvisnost. Absolutno različni delci privlačijo. Ta pojav se jasno kaže, ko se primerjajo energija vezave jedra zrcal. To ime smo dobili jedrcem z enakim številom nukleonov, vendar le število protonov v enem ustreza številu nevtronov v drugi in obratno. Primer je lahko jedro helija in tritija (težek vodik).

V procesu nukleacije se pojavljajo tudi nenavadni pojavi. Če izračunamo maso jedra in ločeno mase elementov, ki sestavljajo njeno sestavo, se izkaže, da je masa jedra manjša. Ta učinek je razložen s sproščanjem energije v procesu jedrske sinteze, ki je bila imenovana vezavna energija atomskih jeder. Numerično, ga je mogoče določiti z izračunom količine dela, ki ga bo treba narediti za razdelitev jedra v sestavne elemente (nukleone), ne da bi jim povedal določeno kinetično energijo.

V zvezi s tem smo uvedli koncept specifične vezne energije jedra. Izračuna se v številskem ekvivalentu na en nukleon, ki je v povprečju 8 MeV / nukleona. Ker se število nukleonov v jedru povečuje, se energija vezave zmanjša.

Razmerje med številom protonov in nevtronov se uporablja kot merilo stabilnosti atomskih jeder.