Главная >> Физика. 9 класс. Пурышева

 

 

 

 

Глава 4. Элементы квантовой физики

 

§ 48. Состав атомного ядра

    Каков состав радиоактивного излучения?

    Какие частицы входят в состав ядра атома?

    Какие химические элементы называют изотопами?

1. После открытия явления радиоактивности и определения состава радиоактивного излучения становится очевидным сложный состав ядра атома.

В 1919 г. Резерфорд провёл опыт по облучению α-частицами ядер атома азота, а затем и других элементов. В результате опыта происходило расщепление атомных ядер, которое сопровождалось вылетом ядер водорода. Резерфорд пришёл к выводу о том, что эти частицы, названные впоследствии протонами, входят в состав ядра. Протон обозначают буквой р.

Однако открытие протона ещё не давало ответа на вопрос о строении ядра атома. Предположение о том, что все ядра состоят только из протонов, никак не могло быть принято учёными. Протон имеет положительный заряд, равный заряду электрона, масса протона mр = 1,6726 • 10-27 кг, т. е. примерно в 1836 раз больше массы электрона. Если исходить из того, что масса ядра любого химического элемента должна была быть равна Zmp, где Z — порядковый номер элемента в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева, то полученное значение окажется гораздо меньше тех величин, которые были экспериментально получены учёными.

2. В 1932 г. английский учёный Джеймс Чедвик (1891 —1974), один из учеников Резерфорда, экспериментально доказал, что существует ещё одна частица, входящая в состав любого атомного ядра. В опытах Чедвика при облучении бериллия α-частицами возникало излучение, которое не отклонялось ни электрическим, ни магнитным полем. Следовательно, оно электрически нейтрально. Частицы, из которых состояло бериллиевое излучение, были названы нейтронами. Нейтрон обозначается буквой n. Масса нейтрона mn = 1,6749 • 10-27 кг примерно равна массе протона.

3. Вскоре после открытия нейтрона в 1932 г. русский физик Дмитрий Дмитриевич Иваненко (1904—1994) и немецкий физик Вернер Гейзенберг (1901 —1976) предложили протонно-нейтронную модель ядра, согласно которой ядро любого химического элемента состоит из протонов и нейтронов. Эти частицы связаны между собой особыми ядерными силами, которые очень велики, но действуют только на малых расстояниях. (Вспомните, что размер ядра порядка 10-14—10-15 м.) Кроме того, характер взаимодействия этих сил не зависит от заряда взаимодействующих частиц. Протоны и нейтроны получили общее название — нуклоны.

Протонно-нейтронная модель ядра была впоследствии полностью подтверждена экспериментально.

4. Вследствие электрической нейтральности атома в нормальном состоянии число протонов в ядре и их суммарный заряд равны числу электронов, движущихся вокруг ядра, и их общему заряду. Следовательно, число протонов в ядре равно порядковому номеру элемента в таблице Д. И. Менделеева и называется зарядовым числом Z. Число же нейтронов N равно разности между атомной массой элемента и числом протонов.

Суммарное число протонов и нейтронов, или общее число нуклонов в ядре, называют массовым числом А:

    А = Z + N.

Окончание >>>

 

 

Рейтинг@Mail.ru