Элементы ядерной физики

Введённое нами понятие атома рассматривает его как систему, в которой положительно заряженное ядро (состоит из протонов и нейтронов) окружено вращающимися вокруг него электронами. Рассмотрим само ядро (рис. 1). Контуры ядра не настолько округлые, но всё же ядром можно назвать область пространства в условном геометрическом центре ядра, где сосредоточены протоны и нейтроны. Протон — положительно заряженная частица, нейтрон — нейтральная частица. Вместе их удерживают внутриядерные силы (лучше пока о них много не знать) и внеядерное присутствие отрицательно заряженных электронов.

Ядро

Рис. 1. Ядро

Ядра различных веществ содержат различное количество протонов. Данный факт является основой для таблицы Менделеева. В данной таблице у водорода (\displaystyle H) — первый элемент таблицы, присутствует один протон, далее ядро гелия (\displaystyle He) — второй элемент, имеет два протона и так далее. При этом количество нейтронов в одном и том же веществе может быть разным.

Введём некоторые понятия ядерной физики:

Количество нуклонов — суммарное количество протонов и нейтронов.

Изотопы — ядра одного и того же вещества, имеющие одно и то же количество протонов, но разное количество нейтронов.

Обозначение ядра

Рис. 2. Обозначение ядра

Для рассмотрения элементов в курсе ядерной физики вводят специальные обозначения (рис. 2). Рассмотрим гипотетический элемент \displaystyle X. В предложенной форме записи число снизу указывает на количество протонов, а сверху — количество нуклонов (протонов+нейтронов).

Примеры:

  • \displaystyle {}_{3}^{7}Li — ядро лития, состоящее из 3 протонов и 7-3=4 нейтронов,
  • \displaystyle {}_{13}^{27}Al — ядро алюминия, состоящее из 13 протонов и 27-13=14 нейтронов,
  • \displaystyle {}_{29}^{63}Cu — ядро меди, состоящее из 29 протонов и 63-29=34 нейтронов.

Таким образом, исходя из таблицы Менделеева, можно сформировать внешний вид элемента (рис. 2) или, исходя из внешнего вида, определить сам элемент.

Исходя из введённых нами понятий и изображений, в ядерной физике школьного уровня выделяют два типа задач:

Добавить комментарий