- •Глава VI. Атом
- •§ 6.1. Развитие представлений о строении атома
- •§ 6.2. Спектры испускания и поглощения атомов. Формула Бальмера
- •§ 6.3. Модель атома Бора
- •§ 6.4. Волновая модель атома
- •§ 6.5. Многоэлектронные атомы
- •§ 6.6. Лазер
- •Глава VII. Ядро атома
- •§ 7.1. Характеристики ядра атома: состав, размер, стабильность
- •§ 7.2. Энергия связи ядра атома
- •§ 7.3. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада
- •§ 7.4. Виды радиоактивного распада
- •§ 7.5. Ядерные реакции
Глава VII. Ядро атома
§ 7.1. Характеристики ядра атома: состав, размер, стабильность
Согласно современным представлениям, ядра разных атомов являются системой квантовых частиц - нуклонов. Нуклоны бывают в двух состояниях, т.е. ядро состоит из частиц двух видов: протонов-p и нейтронов-n. Протон имеет положительный заряд, равный заряду электрона, нейтрон – электрически нейтральная частица. Массы этих частиц очень мало отличаются друг от друга. Масса нуклона превышает массу электрона почти в 1840 раз, так что вся масса атома практически сосредоточена в его ядре. В ядерной физике массу измеряют в атомных единицах массы (а.е.м.), энергию в мегаэлектронвольтах (МэВ). 1 а.е.м.≈1,66.10-27 кг, она составляет 1/12 часть массы изотопа углерода , 1 МэВ=1,6.10-13 Дж. Согласно уравнению Эйнштейна E=mc2 масса и энергия эквивалентны друг другу, поэтому нередко в ядерной физике массу указывают в единицах энергии. Коэффициент пропорциональности между массой и энергией - квадрат скорости света в вакууме c2=9.1016 Дж/кг=931 МэВ/а.е.м. Масса покоя протона mр=1,0076 а.е.м., масса покоя нейтрона mп=1,008665 а.е.м , масса покоя электрона me=0,00055 а.е.м. или mр=938,28 МэВ, mп=939,57 Мэв, me=0, 51 МэВ. Протоны и нейтроны, так же как и электроны, имеют полуцелый спин: s=±.
О
Рис.7.1
Ядро, как и всякая квантовая частица, не имеет строго определенных размеров. Объем ядра пропорционален числу нуклонов А, а его размер (радиус 2) rя≈10-15 м. Плотность равна отношению массы к объему, а так как обе эти величины пропорциональны числу нуклонов в ядре, то плотность различных ядер одинакова и равна примерно 1017 кг/м3.