Ядерные силы. Обменный характер сил. Модели ядра

1. Протоны и нейтроны, несмотря на взаимное отталкивание протонов, взаимодействуют с силами, которые называются ядерными. Они являются наиболее интенсивными силами природы.

2. Ядерные силы действуют между парами нуклонов (двумя протонами, двумя нейтронами, или протоном и нейтроном), т.е. существует зарядовая независимость.

3. Ядерные силы в 100 раз сильнее электромагнитных сил и удерживают в ядре одноименно заряженные протоны.

4. Ядерные силы являются короткодействующими, относятся к классу сильных взаимодействий и действуют на расстояниях порядка 10^-15 м.

Область действия ядерных сил называют «размером» ядер. Гравитационные силы убывают с расстоянием по закону 1/r². На расстоянии

r> 10^-15м ядерные силы уменьшаются до нуля.

5. Каждый нуклон взаимодействует с небольшим числом близкорасположенных нуклонов. Удельная энергия связи нуклонов в ядре остается почти постоянной с ростом числа нуклонов (кроме легких ядер). Это свойство ядерных сил называют насыщением.

6. Величина ядерных сил зависит от взаимной ориентации спинов взаимодействующих нуклонов. При параллельных спинах нейтрон и протон образуют ядро - дейтрон. Если спины антипараллельны, то интенсивность ядерного взаимодействия недостаточна для образования ядра.

7. Протон и нейтрон в процессе ядерного взаимодействия обмениваются электрическими зарядами. После взаимодействия нейтрон превращается в протон, а протон в нейтрон. Это свойство ядерных сил называют обменным взаимодействием.

13.1.4.Модели ядра

Рассмотрим капельную и оболочечную модели ядра. Капельная модель предложена в 1936г. Н. Бором и Я.И. Френкелем. Согласно модели ядро – сферическая капля из заряженной несжимаемой сверхплотной ядерной жидкости.

Капельная модель основана на аналогии между поведением молекул в капле жидкости и поведением нуклонов в ядре. Силы, действующие между молекулами и нуклонами в ядре, короткодействующие, им свойственно насыщение. Капля жидкости при неизменных внешних условиях имеет постоянную плотность. Ядра имеют постоянную плотность, не зависящую от числа нуклонов в ядре. Объемы ядра и капли жидкости пропорциональны числу частиц. Капельная модель ядра - электрически заряженная капля несжимаемой жидкости, подчиняется законам квантовой механики. Эта модель объяснила механизм ядерных реакций, реакцию деления ядер.

Авторами оболочечной модели являются американский физик М. Тапперт - Майер и немецкий физик Х. Йенсен в 1949- 1950 годах. В модели нуклоны заполняют дискретные энергетические уровни (оболочки), согласно принципу Паули. Устойчивость ядер в модели связана с характером заполнения уровней. Наиболее устойчивыми ядрами являются ядра, с полностью заполненными оболочками. Существуют особо устойчивые (магические) ядра. Оболочечная модель объяснила магнитные моменты, спины и различную устойчивость ядер, периодичность изменения их свойств.

Оболочная модель описывает легкие и средние ядра и ядра в невозбужденном (основном) состоянии

Дата добавления: 2017-01-14