Атом ядросы. Атом ядросыны рылысы жне сипаттамалары. Резерфорд тжірибесі.

Атом ядросы - протондар мен нейтрондардан (нуклондардан) ралатын атомны е ауыр, орталы блігі. Атом ядросыны негізгі сипаттамаларыны бірі оны электр заряды болып табылады. Атом ядросыны зарядын алаш рет 1913 жылы Г.Мозли лшеген. Ал ядроны зарядын тікелей лшеуді аылшын физигі Дж.Чедвик 1920 жылы жзеге асырды. Атом ядросыны заряды элементар электр зарядыны Менделеев кестесіндегі химиялы элементті реттік нміріне кбейтіндісіне те болады: Сонымен, Менделеев кестесіндегі химиялы элементті реттік нмірі кез келген элемент атомыны ядросындаы о зарядтарды санымен аныталады. Сондытан элементті реттік нмірін зарядты caн деп атайды. Атом ядросыны физикалы асиеттері оны зарядымен атар массасымен де аныталады. Ядроны сипаттайтын шамаларды е маыздыларыны бірі — масса. Ядролы физика иондар мен атом ядросыны массасын кбінесе масс-спектрографты кмегімен анытайды. Ядро да нейтрал атомны символымен белгіленеді:

мндаы - химиялы элементті символы; -атомды нмір (ядродаы протондар саны); - массалы (ядродаы нуклондар саны)); - ядродаы нейтрондар саны айырымына те болады.

 

лшем бірліктеріні Халыаралык жйесіндегі олданылатын зындыты, массаны жне т.б. здеріе таныс лшем бірліктерімен атар, ядролы физикада арнайы бірліктер олданылады. Бл ажет-тілік ядролы процестерді субатомды лемде тетінінен туындайды.

Мысалы, ядролы физикадаы е лкен ашыты атом радиусыны зі 10^-10 м-ге те. зынды бірлігі ретінде ферми алынады: 1фм = 10^-15 м. Массаны бірлігі ретінде кміртегі атомы массасыны блігі алынады, ол массаны атомды бірлігі болып табылады:

1 м.а.б.=1,660546 · 10^-27 кг, 1 кг=6,023091 · 10²⁶ м.а.б.

Салыстырмалы атомды масса атомны абсолюттік массасында неше массаны атомды бірлігі бар екенін крсетеді. Мысалы, сутегі шін A_r= 1,00783, кміртегі шін A_r = 12,0 , оттегі шін A_r = 15,99482.

Ядролы физикада энергияны электронвольтпен лшейді,1 эВ = 1,6 · 10^-19 Дж.

Еселік мндер де олданылады:

1 кэВ =10³ эВ; 1 МэВ =10⁶ эВ;1 ГэВ =10⁹ эВ.

Кбінесе элементар блшектерді массаларын массаны атомды бірлігімен атар энергияны лшем бірлігі МэВ немесе ГэВ-пен де лшейді. Сондытан массаны атомды бірлігіне сйкес болатын энергияны эквивалентін анытайы. Масса мен энергияны зара байланыста болатыны Эйнштейнні формуласынан белгілі.

Атомдаы электрондар массасы ядроны массасымен салыстыранда те аз, оны ескермеуге болады. Сондытан массаны атомды бірлігімен алынан жне атом массасына е жаын бтін санды массалы сан деп атайды. Оны рпімен белгілейді. Ол жоары длдікті ажет етпейтін есептеулерде, сіресе массаларды атынасы кіретін рнектерде ядро массасыны шамасы ретінде олданылады. Мысалы, гелий атомыны массасы M_He = 4,0026 м.а.б. болса, массалы саны A = 4 болады.

Ядроны массасыны ахауы:

мндаы - зарядты сан (ядродаы протондар саны); - массалы сан (ядродаы нуклондар саны); - ядродаы нейтрондар саны; - нейтронны массасы; - протонны массасы; ядроны массасы.

• Ядроны байланыс энергиясы:

мндаы - ядроны массасыны ахауы; - вакуумдегі жары жылдамдыы.

Жйеден тыс бірліктерде ядроны байланыс энергиясы болады, мндаы - массаны ахауы, м.а.б.-мен (1м.а.б. 931 МэВ).