Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ. СТАБИЛЬНЫЕ ЯДРА И ЯДЕРНЫЕ СИЛЫГлава первая. СВОЙСТВА СТАБИЛЬНЫХ ЯДЕРВыше уже было сказано, что ядро состоит из протонов и нейтронов, связанных ядерными силами. Если измерять массу ядра в атомных единицах массы, то она должна быть близка к массе протона, умноженной на целое число Эти свойства ядра отражены в символических обозначениях, которые будут использованы в дальнейшем в виде
где X — название элемента, атому которого принадлежит ядро (например, ядра: гелия — К числу основных характеристик стабильных ядер можно отнести: заряд, массу, радиус, механический и магнитный моменты, спектр возбужденных состояний, четность и квадрупольный момент. Радиоактивные (нестабильные) ядра дополнительно характеризуются временем жизни, типом радиоактивных превращений, энергией испускаемых частиц и рядом других специальных свойств, о которых будет сказано далее. Прежде всего рассмотрим свойства элементарных частиц, из которых состоит ядро: протона и нейтрона. § 1. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОТОНА И НЕЙТРОНАМасса. В единицах массы электрона: масса протона В атомных единицах массы: масса протона В энергетических единицах масса покоя протона Электрический заряд. q - параметр, характеризующий взаимодействие частицы с электрическим полем, выражается в единицах заряда электрона
Все элементарные частицы несут количество электричества, равное либо 0, либо Спин. Спины протона и нейтрона равны Обе частицы являются фермионами и подчиняются статистике Ферми-Дирака, а следовательно, и принципу Паули. Магнитный момент. Если подставить в формулу (10), определяющую магнитный момент электрона вместо массы электрона массу протона, получим
Величина
Кроме того, оказалось, что незаряженная частица — нейтрон — также имеет магнитный момент, отличный от нуля и равный
Наличие магнитного момента у нейтрона и столь большое значение магнитного момента у протона противоречат предположениям о точечности этих частиц. Ряд экспериментальных данных, полученных в последние годы, свидетельствует о том, что и протон и нейтрон обладают сложной неоднородной структурой. В центре нейтрона при этом находится положительный заряд, а на периферии равный ему по величине распределенный в объеме частицы отрицательный заряд. Но поскольку магнитный момент определяется не только величиной обтекающего тока, но и охватываемой им площадью, то создаваемые ими магнитные моменты не будут равны. Поэтому нейтрон может обладать магнитным моментом, оставаясь в целом нейтральным. Взаимные превращения нуклонов. Масса нейтрона больше массы протона на 0,14%, или на 2,5 массы электрона, В свободном состоянии нейтрон распадается на протон, электрон и антинейтрино: Протон — частица стабильная. Однако внутри ядра он может превращаться в нейтрон; при этом реакция идет по схеме
Разница в массах частиц, стоящих слева и справа, компенсируется за счет энергии, сообщаемой протону другими нуклонами ядра. Протон и нейтрон имеют одинаковые спины, почти одинаковые массы и могут превращаться друг в друга. В дальнейшем будет показано, что и ядерные силы, действующие между этими частицами попарно, тоже одинаковы. Поэтому их называют общим наименованием — нуклон и говорят, что нуклон может находиться в двух состояниях: протон и нейтрон, отличающихся своим отношением к электромагнитному полю. Нейтроны и протоны взаимодействуют благодаря существованию ядерных сил, имеющих неэлектрическую природу. Своим происхождением ядерные силы обязаны обмену мезонами. Если изобразить зависимость потенциальной энергии взаимодействия протона и нейтрона малых энергий
Рис. 5. Зависимость потенциальной энергии взаимодействия от расстояния между нуклонами: а — для пар нейтрон — нейтрон или нейтрон — протон; б - для пары протон — протон Такая зависимость означает, что пока протон и нейтрон находятся на большом расстоянии тате чего и может образоваться связанная система — ядро. Глубина такой потенциальной ямы составляет приблизительно Аналогичная зависимость для двух взаимодействующих протонов будет иметь несколько иной вид. На расстояниях В ядре, на расстояниях, меньших
|
1 |
Оглавление
|