Модели атомного ядра

Капельная модель ядра – одна из самых ранних моделей атомного ядра, предложенная Н.Бором и К.Ф. фон Вайцзеккером и развитая Дж.Уилером и Я.И.Френкелем и др. (1935 – 1939). В капельной модели ядра силы, действующие в ядре, предполагаются аналогичными молекулярным силам в капле жидкости. Энергия притяжения нуклонов, обусловленная ядерными силами, соответствует энергии молекулярного притяжения в капле жидкости. Ядро рассматривается как практически несжимаемая капля электрически заряженной жидкости чрезвычайно большой плотности. На основе этой модели получили полуэмпирическую формулу для энергии связи нуклонов в ядре, объяснили механизм деления ядер.

Оболочечная модель ядра – модель, основанная на представлении об атомном ядре как о системе нуклонов, движущихся независимо в потенциальном поле, создаваемом другими нуклонами. Предложена М.Гепперт-Майер и Х.Йенсеном в 1949-1950 гг. Модель предполагает распределение нуклонов в ядре по дискретным энергетическим уровням (оболочкам), заполняемым нуклонами согласно принципу Паули, и связывает устойчивость ядер с заполнением этих уровней. Ядра с полностью заполненными оболочками являются наиболее устойчивыми. Наиболее устойчивы ядра, у которых или равны 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126. Эти числа получили название магических. Особо устойчивыми являются дважды магические ядра:

Обобщённая(коллективная)модель ядра– синтез капельной и оболочечной моделей ядра; ядерная модель, одновременно учитывающая как одночастичные (нуклонные), так и коллективные (колебательные и вращательные) степени свободы атомного ядра. Предложена О.Бором и Б.Моттельсоном в начале 1950-х годов. Оболочечная и капельная модели рассматриваются как предельные случаи обобщенной модели.

Контрольные вопросы для самоподготовки студентов:

1. Какие частицы образуют атомное ядро? Что называется массовым числом, зарядовым числом ядра?

2. Что называется энергией связи ядра? дефектом массы ядра?

3. Каков механизм действия ядерных сил?

Литературные источники:

1. Трофимова, Т.И. Курс физики: учеб. пособие для вузов / Т.И. Трофимова. – М.: ACADEMIA, 2008.

2. Савельев, И.В. Курс общей физики: учеб. пособие для втузов: в 3-х томах / И.В.Савельев. – СПб.: Спец. лит., 2005.