Строение ядра атома

Развитие концепций строения вещества

Начало теории строения атомного ядра связано с именами Марии Склодовской-Кюри и Пьера Кюри, исследовавшими явление радиоактивности, в процессе которого вещество может испускать особые лучи. При этом происходит превращение одних химических элементов в другие. Впоследствии выяснилось (это связано с именем Э. Резерфорда), что радиоактивные лучи состоят из трех составляющих: -лучи - являются потоком ионизированных (лишенных электронов) атомов гелия, -лучи – это поток электронов, а -лучи являются жестким (коротковолновым) электромагнитным излучением.

С помощью -частиц в 1911 г. Э. Резерфорд «проникает» внутрь атома и доказывает существование положительно заряженного атомного ядра, в котором сосредоточена практически вся его масса. В 1919 г., облучая -частицами легкие газы Резерфорд получает ионизированные ядра водорода, которые он назвал протонами, предположив, что протоны являются структурной частью всех более тяжелых ядер.

Так как масса -частицы равна приблизительно четырем массам протона, а заряд равен заряду двух протонов, то Резерфорд предсказывает существование электрически нейтральной частицы, масса которой равна массе протона, получившей название нейтрона. В 1932 г. Дж. Чедвик открывает нейтрон в опыте по бомбардировке a-частицами бериллиевой мишени. После этого была предложена модель ядра атома, состоящего из протонов и нейтронов, которые удерживаются особым видом сил – ядерными силами, или сильными взаимодействиями. Они действуют как на протоны, так и на нейтроны, независимо от электрического заряда, но только на малых расстояниях в пределах атомного ядра. Действие этих сил превышает силы электростатического отталкивания между протонами, но на больших расстояниях они значительно ослабевают, уступая электростатическим силам.

Атомное ядро напоминает каплю воды, в которой частицы взаимодействуют лишь с соседними частицами, а частицы, находящиеся на поверхности капли, стремятся втянуться внутрь, создавая поверхностное натяжение. С увеличением числа частиц в ядре возрастает ее объем, удаленные друг от друга протоны не притягиваются друг к другу ядерными силами, но силы электростатического отталкивания становятся соизмеримыми с силами ядерного взаимодействия. Такие ядра становятся неустойчивыми, электростатические силы разрывают их, что является причиной радиоактивности.

Дата добавления: 2014-01-07