68. Склад ядра. Заряд і масове число ядра

В 1932р. радянські фізики Д.Д.Іваненко і Є.В.Гапон висунули гіпотезу про протонно-нейтронну будову атомного ядра, яку детально розробив німецький фізик В.Гейзенберг.

Тепер загальноприйнято, що всі ядра складаються із протонів і нейтронів, які наз.

Електричний заряд ядра позитивний. Носієм позитивних зарядів у ядрі є протони. Оскільки заряд протона чисельно дорівнює заряду електрона е, то заряд ядра = |Ze| (де Z – ціле число, яке вказує на порядковий номер даного хімічного елемента у періодичній системі елементів Мендєлєєва). Число Z також виражає кількість протонів, що входять до складу ядра атома, і визначає кількість електронів у нейтральному атомі.

Маса ядра, виражена в а.о.м. (1а.о.м. » 1,66?10^-27кг) і заокруглена до цілого числа, наз. масовим числом А. Масове число виражає кількість нуклонів у ядрі.

Схематично ядро атома позначають .

Атомні ядра з однаковою кількістю протонів, але з різними масовими числами наз. ізотопами. Саме наявністю ізотопів пояснюється той факт, що деякі природні елементи мають атомні маси, які відрізняються від цілих чисел.

Ядра з однаковими масовими числами, але різними значеннями Z наз. ізобарами .

Ядра з однаковою кількістю нейтронів наз. ізотонами.

Якщо атомне ядро вважати сферичним, то можна ввести поняття його радіуса R. Досліди показують, що радіуси R ядер залежать від кількості нуклонів, що входять до складу ядра. Ця залежність може бути виражена емпіричною формулою

(1),

де R₀ – стала, А – масове число. R₀ = (1,2¸1,5)?10^-15м.

Тоді радіуси атомних ядер дорівнюють приблизно від 2?10^-15м до 10^-14м.

Якщо формулу (1) переписати у вигляді , то видно, що на долю кожного нуклона припадає майже однаковий об’єм. Це означає, що густина ядерної речовини для всіх ядер також майже однакова.