37. Модели атомного ядра. Состав ядра. Ядерные силы.

А́томное ядро́ — центральная часть атома, в которой сосредоточена основная его масса (более 99,9 %). Ядро заряжено положительно, заряд ядра определяет химический элемент, к которому относят атом. Размеры ядер различных атомов составляют несколько фемтометров, что в более чем в 10 тысяч раз меньше размеров самого атома. Атомное ядро состоит из нуклонов — положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов. Протон и нейтрон обладают собственным моментом количества движения (спином), равным и связанным с ним магнитным моментом. Количество протонов в ядре называется его зарядовым числом  — это число равно порядковому номеру элемента. Количество нейтронов в ядре называется его изотопическим числом . Ядра с одинаковым числом протонов и разным числом нейтронов называются изотопами. Полное количество нуклонов в ядре называется его массовым числом ( ) и приблизительно равно средней массе атома, указанной в таблице Менделеева. В процессе развития физики выдвигались различные гипотезы строения атомного ядра. Наиболее известными являются следующие:

1)Капельная модель ядра — одна из самых ранних моделей строения атомного ядра, предложенная Нильсом Бором

2)Оболочечная модель ядра — модель, объясняющая структуру атомного ядра. Она аналогична теории оболочечного строения атома. В оболочечной модели атома электроны наполняют электронные оболочки, и, как только оболочка заполнена, значительно понижается энергия связи для следующего электрона.

3)Обобщённая модель Бора — Моттельсона.

4)Кластерная модель ядра.

Ядерные силы — это силы, удерживающие нуклоны в ядре, представляющие собой большие силы притяжения, действующие только на малых расстояниях. Они обладают свойствами насыщения, в связи с чем ядерным силам приписывается обменный характер. Ядерные силы зависят от спина, не зависят от электрического заряда и не являются центральными силами

38. Дефект массы. Энергия связи нуклонов ядра.

ДЕФЕКТ МАССЫ (от лат. defectus - недостаток, изъян) - разность между массой связанной системы взаимодействующих тел (частиц) и суммой их масс в свободном состоянии. Д. м. определяется энергией связи системы:

В случае атомных ядер Д. м. даётся ф-лой

где m - масса ядра, имеющего Z протонов и N нейтронов, m_р и m_n - массы протона и нейтрона. T. к. на практике измеряются не массы ядер, а массы атомов M, то Д. м. часто определяют как массу между массой атома в а.е. м. и массовым числом A=Z+N.Определённый таким образом Д. м., приходящийся на 1 нуклон, наз. иногда упаковочным коэф. Знание Д. м. позволяет определить величину энергии, к-рая может выделиться в ядерных реакциях, в частности в реакциях, не наблюдаемых в лаб. условиях, но происходящих в недрах звёзд.

Важную информацию о свойствах ядер дает знание удельной энергии связи ядра, т.е. энергии связи, приходящейся на один нуклон. Она определяется делением энергии связи на массовое число, равное числу нуклонов в ядре. С увеличением массового числа удельная энергия связи, начиная с гелия, сначала слабо растет, достигает максимума в области железа, после чего плавно снижается. Для большинства химических элементов (за исключением самых легких ядер) эта энергия примерно равна 8 МэВ/нуклон. Наиболее устойчивыми являются ядра, обладающие самой большой удельной энергией связи, т.е. железо и близкие к нему химические элементы периодической системы. Рост энергии связи легких элементов с увеличением атомного номера происходит из-за того, что значительная доля нуклонов этих элементов находится на периферии ядра.