Ядролық күштердің қасиеттері
1. Ядролық күштер тартылу күші болып табылады.
2. Ядролық күштер жақыннан әсер етуші күштері – оның әсері 10-15м аралықта ғана білінеді.
3. Ядролық күштер зарядтың тәуелсіздік қасиетіне ие: екі протонның, екі нейронның немсе протон мен нейтронның арасындағы ядролық күштер шама ғыфнан бірдей. Яғни, ядролық күштер табиғаты электрлік емес.
4. Ядролық күштер қанығу қабілеттілігіне ие: ядродағы әрбір нуклон өзіне жақын нуклондардың шектелген санымен ғана әсерлеседі.
5.
Ядролық күштер өзара әрекеттесуші
нуклондардың спиндерінің өзара
бағдарлануына тәуелді. Мысалы, протон
мен нейтрон дейтрон құрайды. Дейтерий
изотопының ядросы
– тек шартты түрде олардың спиндері
параллель болған кезде құрайды.
6. Ядролық күштер центрлік емес, өзара әсерлесуші нуклондардың центрін қосатын түзу бойымен әсерлеспейді.
Атом ядросының моделі Томсон және Резерфорд атомының моделі
Көне дәуірден бері, атом – заттардың бөлінбейтін ұсақ бөлшегі деген көзқарастар болды.
Дж.Дж.Томсон жарықтың әсерінен (фотоэффект) шығатын бөлшектердің электр және магнит өрістерінде ауытқуын зерттей келе, электронды ашты. Электронның массасы атомның массасынан ондаған мың есе аз болғандықтан, Томсон атом құрылысының моделін диаметрі ~10-10м болатын үздіксіз оң зарядталған шардың ішінде электрондардың жүзім сияқты тұтасып орналасқан құрылымын ұсынды. Электрондардың тепе – теңдік қалыптың маңында гармониялық тербеліс жасауының нәтижесінде (гармониялық осциллятор) атомдар монохроматтық толқындарды шығарады (немесе жұтады).
Бірақта, жұқа металл пленкалардан электрондардың шашырауы туралы Ленард пен -бөлшектерінің шашырауы туралы Резерфорд тәжірибелерінде барлық бөлшектердің шашыраусыз және өте кішкентай бұрыштарға шамамен 1-30 ауытқи отырып, фольгадан өтетіндігі көрсетілді.
Тек, олардың кейбіреулері ғана (10 000 бірі) шамамен 135-1800 болатын ең үлкен бұрыштарға ауытқыды. -бөлшегі электрон-нан 7300 есе ауыр болғандықтан, мұндай шашыраудың себебі электрондар арқылы болуы мүмкін емес. Резерфорд, -бөлшегінің шашырауы, өлшемдері атом көлемімен (диаметрі ~10-14м) салыстырғанда өте аз болатын, атом «ядросының» - үлкен массасы оң зарядында жүреді деп болжады. (Мысалы, 1м3 пластинадағы ядро көлемі 0,3мм3).
Сондықтан басым бөлігі бос кеңістікте тұратын атомда, электрондар статистикалық тепе-теңдікте бола алмайды. Олардың орнықтылығы астрономиядағы планеталар сияқты, тек қана динамикалық болуы мүмкін.
Резерфорд атомның планетарлық моделін ұсынды. Резерфорд бойынша, атом ортасында өлшемдері 10-15-10-14м, массасы іс жүзінде атомның массасына тең және заряды Zе тең оң зарядталған ядро орналасқан, ал ядро төңірегінде сызықтық өлшемдері ~10-10м болатын аймақта атомның электрондық қабыршағын түзе тұйық орбита бойынша қозғалып жүретін Z электрондардан тұратын зарядтар жүйесін құрайды.
Кулондық күштің әсерінен шеңбер бойымен қозғалған электрон үшін Ньютонның екінші заңы былай жазылады:
мұндағы және радиусы r орбитадағы электронның массасы мен жылдамдығы, -диэлектрлік тұрақты. м болған кезде электронның қозғалыс жылдамдығы м/с, ал үдеуі м/с2.
Сурет
Классикалық электродинамика бойынша үдей қозғалған электрондар электромагниттік сәуле шығарып, соның салдарынан үздіксіз энергиясын жоғалтуы тиіс. Нәтижесінде электрон ядроға жақындап, соңында ядроға құлап түседі.