Протонно-нейтронная модель ядра

Опыты Резерфорда доказали, что атом состоит из маленького положительно заряженного ядра и вращающихся вокруг него электронов. Оказалось, что по сравнению с размером самого атома ядро крайне мало. Ядро меньше атома в 100 000 раз.

Если атомное ядро увеличить до размеров горошины, тогда диаметр атома будет равен высоте Останкинской башни.

Дальнейшие исследования показали, что заряд атомного ядра равен произведению порядкового номера Z элемента в периодической таблице Д.И. Менделеева на элементарный заряд. То есть атомный номер Z определяет число электронов в атоме, число протонов в ядре.

Если бы ядро состояло из одних протонов, то масса ядра любого химического элемента равнялась бы массе Z протонов. Но на самом деле масса ядер всех элементов гораздо больше. Поэтому в 1920 г. Резерфорд высказал предположение о существовании электрически нейтральной частицы. Позднее эта частица была обнаружена экспериментально. Ее назвали нейтроном.

В 1932 г. предложили протонно-нейтронную модель атомного ядра. Протоны и нейтроны называются нуклонами.

Общее число нуклонов (протоны + нейтроны) называется массовым числом А. В настоящее время для атомов химических элементов приняты следующие обозначения:

Устойчивость ядра

Почему ядро устойчиво? Между протонами внутри ядра действуют кулоновские силы отталкивания огромной величины, около 230 Н. Но ядро не разваливается! Причина устойчивости - наличие сил иной природы, их называют сильными взаимодействиями.

Эти силы в 100 раз превосходят кулоновские силы отталкивания. Проявляются только на расстояниях порядка 10-15 м. Являются только силами притяжения.

Масса ядра

Массы всех ядер (кроме водорода) меньше, чем массы образующих их протонов и нейтронов в свободном состоянии. Разность масс называют дефектом масс.

Энергия связи

Согласно уравнению Эйнштейна

Удельная энергия связи ядра - энергия связи, приходящаяся на один нуклон.