www.wikidata.uk-ua.nina.az

Краплинна модель ядра фізична модель в якій ядро атома уявляється аналогічним до краплі нестисливої рідини Модель була з

Краплинна модель ядра

Краплинна модель ядра — фізична модель, в якій ядро атома уявляється аналогічним до краплі нестисливої рідини. Модель була запропонована в 1935 Джорджем Гамовим і розвинута Нільсом Бором та іншими. Вона дозволяє вивести емпіричну формулу, що визначає співвідношення числа протонів і нейтронів у стабільному ядрі.

Нейтрон був відкритий у 1919 році, а у 1932 році Дж.Чедвік експериментально підтвердив існування таких частинок[3], тому на час побудови моделі було зрозуміло, що ядро складається з нейтронів і протонів, причому було відомо, що кількість нейтронів в стабільних легких ядрах приблизно дорівнює кількості протонів, тобто зарядове число Z ядра приблизно вдвічі менше від масового числа A. Для важчих ядер масове число більше, ніж зарядове число, помножене на два. Відношення (A-Z)/Z для важких ядер досягає значення 1,6. Краплинна модель спробувала пояснити цю тенденцію.

Нуклони в ядрі притягуються між собою завдяки сильній взаємодії. Притягання ефективне на малих віддалях і характеризується насиченням, що схоже на взаємодію атомів у рідині. Заряджені нуклони — протони, відштовхуються, і це відштовхування тим більше, чим більше зарядове число Z. Для великих Z для утримання протонів у ядрі необхідно мати більше нейтронів.

Енергія ядра Редагувати

В найпростішому варіанті краплинної моделі ядро уявляється як сферична крапля з радіусом, пропорційним . Густина ядерної рідини приблизно дорівнює

Енергію ядра можна записати у вигляді кількох доданків

Тут

де і  — маси протона і нейтрона, відповідно.

Енергія зв'язку ядра задається тією ж формулою, за винятком першого члена. Ця напів-емпірична формула була запропонована Вайцзекером на ще до побудови краплинної моделі і отримала назву формули Вайцзекера. Емпірично підібрані значення коефіцієнтів дозволили доволі непогано описати енергії зв'язку ядер з A > 15. Будучи наближеним співвідношенням, формула тим не менше, зіграла велику еврістичну роль у розвитку ядерної фізики (наприклад, у теорії поділу ядер). Вона дала, зокрема, можливість передбачити подільність парних ізотопів U і Pu під дією повільних нейтронів і тим самим вказати вірний напрям пошуку ядерного палива для ядерної енергетики. Числові значення параметрів подані у таблиці

Коефіцієнт Значення (МеВ)
15,75
17,8
0,71
23,7
34

Зарядове число стабільних ядер Редагувати

Розглядаючи формулу для енергії зв'язку як функцію Z при фіксованому A можна встановити емпіричну формулу для заряду ядра, що має найменшу енергію

Див. також Редагувати

Джерела Редагувати

  • Булавін Л. А., Тартаковський В. К. Ядерна фізика. — Знання. — Київ : ВТД «Університетська книга», 2005. — 439 с. — ISBN 966-346-020-2.
  • Яворский Б. М., Детлаф А. А. (1972). Курс физики. Том III. Волновые процессы, оптика, атомная и ядерная физика. Москва: Высшая школа. 
  • Є. В. Коршак, О. І. Ляшенко, В. Ф. Савченко (2009) Фізика. 9 клас. Підручник для загальноосвітніх навчальних закладів. [с.122]
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Kraplinna model yadra fizichna model v yakij yadro atoma uyavlyayetsya analogichnim do krapli nestislivoyi ridini Model bula zaproponovana v 1935 Dzhordzhem Gamovim i rozvinuta Nilsom Borom ta inshimi Vona dozvolyaye vivesti empirichnu formulu sho viznachaye spivvidnoshennya chisla protoniv i nejtroniv u stabilnomu yadri Nejtron buv vidkritij u 1919 roci a u 1932 roci Dzh Chedvik eksperimentalno pidtverdiv isnuvannya takih chastinok 3 tomu na chas pobudovi modeli bulo zrozumilo sho yadro skladayetsya z nejtroniv i protoniv prichomu bulo vidomo sho kilkist nejtroniv v stabilnih legkih yadrah priblizno dorivnyuye kilkosti protoniv tobto zaryadove chislo Z yadra priblizno vdvichi menshe vid masovogo chisla A Dlya vazhchih yader masove chislo bilshe nizh zaryadove chislo pomnozhene na dva Vidnoshennya A Z Z dlya vazhkih yader dosyagaye znachennya 1 6 Kraplinna model sprobuvala poyasniti cyu tendenciyu Nukloni v yadri prityaguyutsya mizh soboyu zavdyaki silnij vzayemodiyi Prityagannya efektivne na malih viddalyah i harakterizuyetsya nasichennyam sho shozhe na vzayemodiyu atomiv u ridini Zaryadzheni nukloni protoni vidshtovhuyutsya i ce vidshtovhuvannya tim bilshe chim bilshe zaryadove chislo Z Dlya velikih Z dlya utrimannya protoniv u yadri neobhidno mati bilshe nejtroniv Zmist 1 Energiya yadra 2 Zaryadove chislo stabilnih yader 3 Div takozh 4 DzherelaEnergiya yadra RedaguvatiV najprostishomu varianti kraplinnoyi modeli yadro uyavlyayetsya yak sferichna kraplya z radiusom proporcijnim A 1 3 displaystyle A 1 3 nbsp Gustina yadernoyi ridini priblizno dorivnyuye r displaystyle rho nbsp 1 4 1014 g sm3 Energiyu yadra mozhna zapisati u viglyadi kilkoh dodankiv E W 1 W 2 W 3 W 4 W 5 W 6 displaystyle E W 1 W 2 W 3 W 4 W 5 W 6 nbsp Tut W 1 Z m p A Z m n displaystyle W 1 Zm p A Z m n nbsp de m p displaystyle m p nbsp i m n displaystyle m n nbsp masi protona i nejtrona vidpovidno W 2 a 1 A displaystyle W 2 a 1 A nbsp ob yemna energiya silnoyi vzayemodiyi mizh nuklonami Oskilki tochni harakteristiki silnoyi vzayemodiyi nevidomi to parametr a 1 displaystyle a 1 nbsp yak i inshi parametri modeli pidbirayetsya empirichno W 3 a 2 A 2 3 displaystyle W 3 a 2 A 2 3 nbsp poverhneva energiya proporcijna radiusu yadra v kvadrati W 4 a 3 A Z 2 A displaystyle W 4 a 3 frac A Z 2 A nbsp chlen yakij vidpovidaye za pribliznu rivnist chisla nejtroniv ta protoniv u yadri W 5 a 4 Z 2 A 1 3 displaystyle W 5 a 4 Z 2 A 1 3 nbsp energiya kulonivskoyi vzayemodiyi mizh protonami W 6 a 5 A 3 4 displaystyle W 6 pm a 5 A 3 4 nbsp abo W 6 a 5 A 1 2 displaystyle W 6 pm a 5 prime A 1 2 nbsp chlen yakij vidpovidaye za spinovij stan yadra Znaki abo vibirayutsya dlya parno parnih i neparno neparnih yader vidpovidno Dlya parno neparnih i neparno parnih yader cej chlen dorivnyuye nulyu Energiya zv yazku yadra zadayetsya tiyeyu zh formuloyu za vinyatkom pershogo chlena Cya napiv empirichna formula bula zaproponovana Vajczekerom na she do pobudovi kraplinnoyi modeli i otrimala nazvu formuli Vajczekera Empirichno pidibrani znachennya koeficiyentiv dozvolili dovoli nepogano opisati energiyi zv yazku yader z A gt 15 Buduchi nablizhenim spivvidnoshennyam formula tim ne menshe zigrala veliku evristichnu rol u rozvitku yadernoyi fiziki napriklad u teoriyi podilu yader Vona dala zokrema mozhlivist peredbachiti podilnist parnih izotopiv U i Pu pid diyeyu povilnih nejtroniv i tim samim vkazati virnij napryam poshuku yadernogo paliva dlya yadernoyi energetiki Chislovi znachennya parametriv podani u tablici Koeficiyent Znachennya MeV a 1 displaystyle a 1 nbsp 15 75a 2 displaystyle a 2 nbsp 17 8a 3 displaystyle a 3 nbsp 0 71a 4 displaystyle a 4 nbsp 23 7a 5 displaystyle a 5 nbsp 34Zaryadove chislo stabilnih yader RedaguvatiRozglyadayuchi formulu dlya energiyi zv yazku yak funkciyu Z pri fiksovanomu A mozhna vstanoviti empirichnu formulu dlya zaryadu yadra sho maye najmenshu energiyu Z s t a b A 1 98 0 015 A 2 3 displaystyle Z stab frac A 1 98 0 015A 2 3 nbsp Div takozh RedaguvatiObolonkova model yadraDzherela RedaguvatiBulavin L A Tartakovskij V K Yaderna fizika Znannya Kiyiv VTD Universitetska kniga 2005 439 s ISBN 966 346 020 2 Yavorskij B M Detlaf A A 1972 Kurs fiziki Tom III Volnovye processy optika atomnaya i yadernaya fizika Moskva Vysshaya shkola Ye V Korshak O I Lyashenko V F Savchenko 2009 Fizika 9 klas Pidruchnik dlya zagalnoosvitnih navchalnih zakladiv s 122 Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Kraplinna model yadra amp oldid 36855315