ЭЛЕМЕНТЫ ФИЗИКИ ЯДРА
Содержание: Строение атомного ядра. Модели ядра. Природа ядерных сил. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада, α –, β – и γ – излучение атомных ядер.
Строение атомного ядра
Состав ядра
Атомное ядро это положительно заряженная центральная часть атома, в которой сосредоточена вся масса атома.
Атомное ядро любого химического элемента (кроме атома водорода) состоит из протонов и нейтронов (рис. 12.1). Эти частицы называются нуклонами.
Рис. 12.1
Характеристики нуклонов | Протон (p) | Нейтрон (п) |
Электрический заряд | Кл | 0 |
Масса | кг = 1,00759 а.е.м. = 938.28 МэВ | кг = 1,00898 а.е.м. = 939.55 МэВ |
Масса в | 1836 | 1839 |
Спин |
[ – масса электрона; e – элементарный заряд, – постоянная Планка; протоны и нейтроны являются фермионами, а.е.м. – атомная единица массы. Одной атомной единице массы соответствует атомная единица энергии (а.е.э.): 1 а.е.э.=931.5016 МэВ.]
Магнитные моменты протона и нейтрона соответственно равны:
|
|
, ,
где – ядерный магнетон.
Характеристики атомного ядра
Основными величинами, характеризующими атомное ядро, являются зарядовое Z и массовое А числа.
Характе- ристика | Обозначение | Определение |
Зарядовое число | Z | Равно числу протонов в ядре, совпадает с порядковым номером химического элемента в Периодической системе элементов |
Массовое число | A=Z+N | Равно числу нуклонов в ядре (числу протонов Z и нейтронов N) |
Заряд ядра | +Ze | Поскольку атом нейтрален, то заряд ядра определяет и число электронов в атоме |
Итак, число Z равно количеству протонов в ядре и определяет его электрический заряд Ze. Его также называют атомным номером. Массовое число А определяет число нуклонов в ядре. Число же нейтронов в ядре
N = А – Z.
Символически эти характеристики ядра обозначают так:
Изотопы, изобары, изотоны
Изотопы | Изобары | Изотоны |
Атомные ядра одного и того же элемента с различным числом нейтронов | Атомные ядра различных элементов с одинаковым массовым числом | Атомные ядра различных элементов с одинаковым числом нейтронов |
Изотопы имеют одина-ковые Z, но разные А | Изобары имеют одинаковые А, но разные Z | Изотоны имеют одина-ковые N, но разные Z и А |
Пример: водород дейтерий тритий | Пример: , , | Пример: , , |