Основні властивості ядер атомів

Зарядова незалежність ядерних сил помітна з порівняння енергій зв'язку в дзеркальних ядрах. Так називаються ядра, в яких однаковим є загальна кількість нуклонів, але кількість протонів в одному дорівнює кількості нейтронів в іншому. Наприклад, ядра гелію і тритію.

4. Ядерні сили мають властивість насичення, тобто кожен нуклон у ядрі взаємодіє тільки з обмеженим числом найближчих нуклонів. Насичення виявляється в тому, що питома енергія зв'язку нуклонів у ядрі при збільшенні кількості нуклонів залишається постійною. Практично повне насичення ядерних сил досягається в а-частинки, яка є дуже стійкою.

5. Ядерні сили залежать від взаємної орієнтації спінів взаємодіючих нуклонів. Наприклад, протон і нейтрон утворюють дейтрон (ядро ізотопу) тільки за умови рівнобіжної орієнтації їхніх спінів.

6. Ядерні сили не є центральними, тобто не діють по лінії, яка з'єднує центри взаємодіючих нуклонів.

Складність і неоднозначний характер ядерних сил, а також труднощі точного розв'язання рівнянь руху всіх нуклонів ядра (ядро з масовим числом А являє собою систему з А тіл) досі не дозволили розробити єдину струнку теорію атомного ядра.

Сильна взаємодія

У цьому рефераті розповідається про сильну взаємодію, яка, зокрема, забезпечує взаємодію атомного ядра. Атомні ядра складаються з важких елементарних частинок — нуклонів. Нуклони бувають двох типів: протони, що мають позитивний електричний заряд, і нейтрони, що не мають електричного заряду. Нижче ми перерахуємо основні властивості сил, що діють між ними, — ядерних сил.

Ядерні сили — це сили притягання, тому що вони утримують частинки усередині ядра. Однак при дуже тісному зближенні частинок усередині ядра ядерні сили починають відштовхувати їх одна від одної.

Ядерні сили — це не електричні сили, тому що вони діють не тільки між зарядженими протонами, але і між нейтронами, які не мають електричного заряду. Це також і не гравітаційні сили, які занадто малі для того, щоб забезпечити ті властивості, що мають атомні ядра.Область дії ядерних сил мізерно мала. Радіус їхньої дії >> 1013 см. При великих відстанях між частинками ядерна взаємодія не виявляється, тому ядерні сили називають короткодіючими. їх короткодіючий характер пов'язаний з малим розміром ядер (< 10-12 см) і з тим, що при зближенні двох ядер (наприклад, двох протонів, які є ядрами атомів Гідрогену) на відстань приблизно 10-12 см діють тільки електромагнітні сили, і лише на відстанях приблизно 10-13 см над кулонівським відштовхуванням протонів починає переважати їхнє ядерне притягання.

Ядерні сили (у тій області, де вони діють) дуже інтенсивні. їхня інтенсивність значно більша за інтенсивність електромагнітних сил, тому що ядерні сили утримують усередині ядра однойменно заряджені протони, які відштовхуються один від одного з величезними електричними силами. Дослідження показують, що ядерні сили в 100—1000 разів сильніші за електромагнітні. Тому ядерну взаємодію і називають сильною.

Найменший час, за який дві частинки встигають провзаємодіяти ядерним чином, tядерт ≈10 -23 с Цей час у стільки ж раз менший, ніж той час, за який частинки встигають провзаємодіяти електромагнітним чином, у скільки ядерна взаємодія сильніша за електромагнітну.

Ядерні сили мають властивість насичення. Це означає, що в ядрі той самий нуклон взаємодіє не з усіма нуклонами ядра, а тільки з кількома сусідніми. Це схоже на валентність атома, який у хімічній сполуці взаємодіє не з усіма, а лише з певним числом сусідніх атомів.

Подібно до того, як електричні заряди беруть участь в електростатичній взаємодії одним із двох можливих способів, «позитивним» або «негативним», так і нуклони взаємодіють між собою двома способами. Такі способи взаємодії називають спінами. Якщо спіни однакові, то нуклони за допомогою ядерних сил з'єднаються між собою в складі ядра, а якщо спіни різні, то з'єднання не відбудеться.

Найважливішою властивістю ядерних сил є зарядова незалежність, тобто повна однаковість трьох типів ядерної взаємодії:

— між двома протонами;