Склад та будова ядра. Античастинки

Елементи ядерної фізики

Ядро є центральною частиною атома, в якому практично зосереджена вся його маса та додатній електричний заряд. Атомне ядрохімічних елементів позначається символом

,

де

· Х - символ хімічного елемента,

· А - масове число,

· Z - зарядове число,

· N=(A-Z) - число нейтронів.

Ядро складається з А нуклонів, які поділяються на Z позитивно заряджених протонів та N=А-Z нейтральних частинок - нейтронів . Протон - стабільна частинка, яка є ядром найлегшого елемента - атома водню . Нейтрон - нестабільна частинка з часом життя t=12 хвилин, яка розпадається за законом

,

де - електрон, - електронне антинейтрино(див. нижче).

Заряд ядра становить Q=Ze, де - величина заряду електрона. Чисельні досліди не знайшли відмінності величини заряду протона та величини заряду електрона. Нейтрон був відкритий в 1932 році Чедвіком, а нейтральна частинка нейтрино (маленький нейтрон), що не має маси спокою, була теоретично передбачена Паулі при дослідженні b-розпаду ядра.

Ядра з однаковими зарядовими числами називаються ізотопами, з однаковими масовими числами - ізобарами, а з однаковими числами нейтронів - ізотонами. Усього відомо біля 300 стійких до радіоактивного розпаду хімічних елементів і біля 2000 природних та штучних радіоактивних ізотопів.

З класичної точки зору ядро являє сферу з радіусом

.

Густина речовини ядраскладає величину . Власний момент імпульсу ядра (спін) визначається формулою

,

Де внутрішнє спінове квантове число. Ядра з цілим І описуються статистикою Бозе-Ейнштейна, а з напівцілим значенням - статистикою Фермі-Дірака. Магнітний момент ядерних частинок вимірюється в ядерних магнетонах

,

де mp- маса протона. Власний момент імпульсу ядра зв'язаний з магнітним моментом співвідношенням , де - ядерне гіромагнітне відношення.

Фізика елементарних частинок оперує масою в одиницях енергії, яка обчислюється за формулою Ейнштейна

.

Таким чином одна атомна одиниця маси( ) відповідає одній атомній одиниці енергії 1а.о.е.=931.5016(26)МeВ , тобто

.

 

Таблиця 1. Основні характеристики елементарних частинок

 

Назва Символ Заряд   Спін Магнітний момент Маса
кг аом МеВ
електрон 1.0012 0.00091 0,000548 0,511
протон е 2.79mя 1.6726 1,007247 938,28
нейтрон -1.91mя 1.6749 1,008632 939,57
a-частинка 6,644880 4,002671 3738,257
- магнетон Бора

Античастинки.Елементарні частинки існують у вигляді двох античастинок. Вони мають однакові маси, спіни та час життя і різні за знаком заряди, магнітного моменту та деяких інших квантових чисел. При взаємодії дві античастинкианігілюють – зникають, породжуючи кванти поля, відповідного виду взаємодії цих частинок. Наприклад, при взаємодії електрона і його античастинки - позитрона , виникають кванти електромагнітного випромінювання надвисоких частот, які називають квантами. При взаємодії квантів із вакуумом можуть народжуватися попарно електрон та позитрон - частинка та її античастинка. При анігіляції нуклона та антинуклона виникають мезони. Таким чином анігіляція античастинок означає перехід матерії з форми речовини у форму поля.








Дата добавления: 2015-06-17; просмотров: 607;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.005 сек.