3582321849

Wykład 38

38. Fizyka jądrowa

381    Wstęp

Każde jądro atomowe składa się z protonów i neutronów wiązanych siłami jądrowymi, niezależnymi od ładunku.

Ponieważ neutron i proton mają prawie taką samą masę i bardzo zbliżone inne własności, więc obydwa określa się wspólną nazwą nukleon.

Nazwa nuklid jest używana zamiennie z terminem jądro.

Nuklidy o tej samej liczbie protonów, różniące się liczbą neutronów nazywamy izotopami.

Łączną liczbę protonów i neutronów w jądrze nazywamy liczbą masową jądra i oznaczany literą A. Liczba neutronów jest dana równaniem A-Z, gdzie Z jest liczbą protonów zwaną liczbą atomową.

Wartość liczby A dla jądra atomowego jest bardzo bliska masie odpowiadającego mu atomu.

382    Rozmituy jąder

Wiązka wysokoenergetycznych protonów lub neutronów może zostać rozproszona wskutek dyfrakcji na jądrze o promieniu R. Analizując powstały obraz dyfrakcyjny (położenie maksimów) można wyznaczyć ten promień.

Wyniki pomiarów (również innymi technikami) pokazują, że średni promień dla wszystkich jąder oprócz najmniejszych jest dary wzorem;

W fizyce jądrowej i cząstek elementarnych wielkość 10^-1S pojawia się często i dlatego wprowadzono dla niej osobną nazwę fermi. 1 fermi = 1 fm = 10"¹⁵ m.

Jaka jest gęstość masy i gęstość cząsteczek w materii jądrowej ?

Dla jądra o promieniu R i liczbie masowej A liczba cząstek na jednostkę objętości wynosi

-;t[(1.2-10^_lsm)A^V3]³

3

A

skąd

1V=1.38'10'^m nukleonów/m³

Gęstość masy to iloczyn tej liczby N i masy nukleonu

p = NM_P = (1.38-10⁴⁴) (1.67-1CT²⁷) kg/m³ = 2.3-10¹⁷ kg/m³ Odpowiada to masie około 230 milionów ton dla 1 cm³.

1