Атом ядросының құрылысы және сипаттамасы.

Атом ядросы протондар мен нейтрондардан (нуклондардан) құралатын атомның ең ауыр, орталық бөлігі. Ядро ^A_zχ деп белгіленеді. Мұндағы Z элементтің Менделеев кестесіндегі реттік нөмірі, А-элементтің атомдық салмағы. 1932 жылы Д.Д. Иваненко ядроның құрамында z протон, (A-Z) нейтрон болады деген болжам жасаған болатын. Протон (Р) оң зарядталған, оның зарядының шамасы электрон зарядының шамасымен бірдей, ал массасы mp=1836 me=1.672*10^-27 кг. Ал нейтрон (n) зарядталмаған, оның массасы протонның массасынан көптеу. Мысалы: ₂ ⁴He бұл гелий элементі.Оның Z=2 протоны A-Z=4-2=2 нейтроны бар. Ал ²³⁸ ₉₂U бұл уран ядросы, ол Z=92 протоннан, A-Z=238-92=146 нейтроннан тұрады. Ядороның анық көрінетін шекарасы жоқ. Бұл нуклондардың толқындық қасиетке ие болатындай нəтижесі болып саналады. Сондықтан ядроның радиусы тек шартты түрде қабылданады. Оның радиусы: r=1.3÷1.5*10^{-15 м.}

Атом ядросының заряды

Атом ядросының негізгі сипаттамаларының бірі оның электр заряды болып табылады. Атом ядросының зарядын алғаш рет 1913 жылы Г.Мозлиөлшеген. Алядроның зарядын тікелей өлшеуді ағылшын физигі Дж.Чедвик 1920 жылы жүзеге асырды. Атом ядросының заряды элементар электр зарядының Менделеев кестесіндегі химиялық элементтің реттік нөміріне көбейтіндісіне тең болады:

.

Сонымен, Менделеев кестесіндегі химиялық элементтің реттік нөмірі кез келген элемент атомының ядросындағы оң зарядтардың санымен анықталады. Сондықтан элементтің реттік нөмірін зарядтық caн деп атайды.

Атом ядросының массасы

Атом ядросының физикалық қасиеттері оның зарядымен қатар массасымен де анықталады. Ядроны сипаттайтын шамалардың ең маңыздыларының бірі — масса. Ядролық физика иондар мен атом ядросының массасын көбінесе масс-спектрографтың көмегімен анықтайды. 8.2-суретте масс-спектрографтың сұлбасы келтірілген. Зерттелетін заттың атомдары иондық көзде (ИК) оң иондалып, әлсіз электр өрісінің әсерінен диафрагма арқылы әр түрлі жылдамдықпен өтеді. және диафрагмалары арасында оң иондар электр өрісінде үдемелі қозғалады. Және осы мезетте оңиондарға индукциясы болатын магнит өрісі де әсер етеді. Осылайша үдетілген оң иондар, оған бір-біріне перпендикуляр бағытталып әсер ететін электржәне магнит өрістері арқылы сұрыпталыпөтеді. диафрагма арқылы бұрылмай өтуі үшін немесе шарты орындалуы керек. Бұл теңдеуден жылдамдықты анықтайық:

Осы жылдамдыққа ие болған оң иондар біртекті магнит өрісінде орналасқан ВК вакуумдік камераға өтеді. Магнит өрісінің индукция векторы иондардың жылдамдық векторына перпендикуляр орналаскан. Магнит өрісінде козғалған оң иондарға модулі болатын Лоренц күші әрекет етеді. Иондар осы күштің әрекетінен шеңбер бойымен қозғалады. Жартылай шеңбер сыза отырып, массалары бірдей иондар ФП фотопластинаның түрлі орындарында тіркеледі.

немесе

болғандықтан, ионның массасын

өнергі бойынша жоғары дәлдікпен анықтайды. Атом ядросының массасын әрпімен белгілеу қабылданған

Атом ядросының пішіні мен өлшемі[өңдеу]

Көптеген эксперименттік зерттеулер атом ядросының пішіні сфера тәрізді болатынын көрсетті. Атом ядросының радиусын мына формула бойынша жуықтап анықтауға болады:

мұндағы R₀ = 1,25 = 1,25 · 10^-15 м, A — массалық сан. Ал ядроның радиусы оның массалық санының кубтық түбіріне пропорционалдығынан ядролық заттың орташа тығыздығы үшін

шығады, мұндағы М_я = (m_р + m_n) · А — ядроның массасы. Есептеулер жуықтап алғанда ядролық заттың орташа тығыздығы р ~ 2,7 · 10¹⁷ кг/м³ - екенін көрсетті. Заттың осындайтығыздығы ғарыштағы нейтрондық жұлдыздар-пульсарларға да тән көрінеді.