Jądro atomowe

Składnikami jądra są:

protony	 cząstki o elementarnym ładunku dodatnim
neutrony	 elektrycznie obojętne

Protony i neutrony noszą nazwę nukleonów. Ładunek jądra jest równy wielokrotności elementarnego ładunku dodatniego.

Z	 liczba atomowa równa liczbie protonów w jądrze
A	 liczba nukleonów w jądrze zwana liczbą masową
N = A - Z	 liczba neutronów w jądrze

Oznaczenie jądra (nuklidu):

np.
(jądro berylu zawiera 4 protony i 5 neutronów)

Promień jądra określony jest wzorem:

m

Promień jądra jest wprost proporcjonalny do pierwiastka trzeciego stopnia z liczby masowe (zależy od liczby nukleonów w jądrze).

Objętość jądra:

Objętość jądra jest wprost proporcjonalna do liczby masowej pierwiastka.

Gęstość materii jądrowej:

Izotopy danego pierwiastka (różnią się liczbą neutronów w jądrze):

Wyznaczanie masy jądra

Spektrometr masowy Dempstera

Siła Lorentza pełni rolę siły dośrodkowej.

Promień toru jonu jest proporcjonalny do masy jonu.

Energia kinetyczna jonu równa jest pracy pola elektrycznego przyśpieszającego jony:

Ze wzoru (*)
, stąd
. Po podstawieniu do wzoru (**) zapisujemy:

Zatem masa jonu wynosi:

Znając promień toru, indukcję magnetyczną oraz napięcie przyśpieszające jony możemy wyznaczyć masę jonów docierających do kolektora.

Masa jądra:

Masę jądra określa się najczęściej w jednostkach masy atomowej u.

kg

Jednostka masy atomowej u równa się 1/12 masy obojętnego atomu węgla
.

Selektor prędkości

Jony, których prędkość spełnia powyższy warunek docierają do szczeliny S₁.

hel		u	u
beryl		u	u
azot		u	u
tlen		u	u

Masa:

protonu	u	kg
neutronu	u	kg
elektronu	u

Widmo masowe ołowiu

Spektrometr Niera

Siły jądrowe

1. Siły jądrowe są krótkozasięgowe
   

2. Są niezależne od ładunku elektryczne

3. Są najsilniejszymi oddziaływaniami w przyrodzie (oddziaływania silne)

Hideki Yukawa: oddziaływania miedzy nukleonami przenoszone są za pośrednictwem cząstki π (cząstka Yukawy). Masa cząstki π wynosi około 250m_e. Cząstki π przenoszą energię, pęd oraz ładunek. Wprowadzono trzy rodzaje cząstek π:
.

Jądro atomowe • Fizyka 2002 - 2003

7

---