Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Яворский Б.М. -> "Справочник по физике для инженеров и студентов" -> 244

Справочник по физике для инженеров и студентов - Яворский Б.М.

Яворский Б.М. , Детлаф А.А., Лебедев А.К. Справочник по физике для инженеров и студентов — М.: Оникс, 2006. — 1056 c.
ISBN 5-488-00330-4
Скачать (прямая ссылка): spravochnikpofizike2006.djvu
Предыдущая << 1 .. 238 239 240 241 242 243 < 244 > 245 246 247 248 249 250 .. 307 >> Следующая


C2

зывают дефектом массы ядра.

Примечание. Иногда под дефектом массы понимают величину A = M —А, где масса атома M выражена в а. е. м. Величину / = — называют соответственно упаковочным коэффи-A

циентом.

Обычно Wcb выражают в МэВ, а М, Мя, Mn, тр и тп — в атомных единицах массы а. е. м. = і массы 12<~. ^

атома углерода 6С :

Wcb = 931,5016(1,0072765.2 +

+ 1,0086650(А -Z)- Мя),

или

Wcb = 931,5016(1,0078250Z +

+ 1,0086650(А -Z)- М).

2°. Отношение энергии связи ядра к числу содержащихся в нем нуклонов называют удельной энергией W

связи ядра wCB = . На рис. VII. 1.1 показан общий

характер зависимости Wcb от массового числа А для стабильных ядер. Наиболее прочно связаны нуклоны в ядрах атомов химических элементов, находящихся в средней части Периодической системы Менделеева,

wCK мякг ~ 8,7 МэВ . Для ядер более тяжелых атомов нуклон

удельная энергия связи убывает с ростом массового числа A I например, для ядра урана 2^U и.> = 7,6 МэВ ].

V нуклон J

Этим объясняется возможность выделения энергии при делении тяжелых ядер. В области малых значений А имеются острые «пики» удельной энергии связи: мак-
860

Vl 1.1 АТОМНОЕ ЯДРО

12 „

симумы соответствуют четно-четным ядрам I 2пе , 6Ъ , 1^O J , а минимумы — нечетно-нечетным ядрам ^ ^Li,

1^B , 1^N j . Возрастание и>св с ростом А в этой области

объясняет возможность получения энергии при образовании из легких ядер более тяжелых.

Рис. VII.1.1

3°. Ядро, имеющее наименьшую возможную энергию, равную Emhh = -Wcb, называют находящимся в основном состоянии. Если ядро имеет энергию E > ?мин, то говорят о возбужденном состянии ядра. Ядро в возбужденном метастабильном состоянии называют изомером. Случай ? = 0 соответствует диссоциации ядра на составляющие его нуклоны.

4°. Между протонами в ядре действуют кулоновские силы отталкивания. Поэтому из факта существования устойчивых ядер следует, что между составляющими
VIM 2. ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ ЯДЕР ЯДЕРНЫЕ СИЛЫ

861

его-нуклонами действуют некоторые силы, связывающие их в ядро. Эти силы называют ядерными силами. Ядерные силы представляют собой одно из проявлений сильного (цветового) взаимодействия. Энергия ядер-ных сил и кулоновского взаимодействия протонов в ядре равна энергии связи. Ядерные силы обладают следующими свойствами:

а) свойство зарядовой независимости-, ядерные силы, действующие между двумя протонами, или между двумя нейтронами, или же между протоном и нейтроном, одинаковы. Отсюда вытекает, что ядерные силы имеют неэлектрическую природу;

б) свойство насыщения: каждый нуклон взаимо-дествует только с ограниченным числом ближайших к нему нуклонов. Это следует из характера зависимости энергии связи и дефекта массы от массового числа. При отсутствии насыщения должно было бы быть Wcb ~ А(А - 1);

в) ядерные силы являются силами притяжения, а на очень малых расстояниях между нуклонами (г < 5 - IO-16 м) силы притяжения сменяются силами отталкивания;

г) ядерные силы являются короткодействующими, т. е. проявляются на расстояниях между нуклонами, сравнимых по порядку величины с размерами самих нуклонов. Эти расстояния называются радиусом R действия ядерных сил (R ~ 1,5 ¦ 10 15 м);

д) ядерные силы имеют нецентральный характер, а их потенциал лишен сферической симметрии;

е) ядерные силы зависят от ориентации спинов взаимодействующих нуклонов.

5°. В обменной теории ядерных сил (ЮкаваХ., 1935) предполагается, что взаимодействие между нуклонами в атомном ядре осуществляется путем обмена'виртуа льными мезонами. Так, силы притяжения нуклонов объясняются обменом п-мезонами, происходящим по схемам:

р + Tl —<> Tl + П+ + Tl п + р (обмен я+-мезоном),

п+ P P + П~ + P р + п (обмен я--мезоном),

р+р—"P-I-Ji0+ р^р+р]

n + n—>-n+nc> + n—> п + п Нобмен я°-мезоном),

P + Tl —* P + 7Г° + Tl P + Tl I

где pun — протон и нейтрон.
862

VII.1. АТОМНОЕ ЯДРО

6°. Обменный механизм ядерных сил объясняет их короткодействующий характер. При этом существенно наличие у 7і-мезона отличной от нуля массы покоя. Согласно соотношению неопределенностей время обмена нуклонов 71-мезонами не может превышать At, для которого

ДЕДt > Ь,

где AE — TtinC2 — энергия покоя 71-мезона. Расстояние, на которое за время At может удалиться я-мезон от нуклона в ядре, даже двигаясь со скоростью, близкой к

скорости света в вакууме, равно Rn ~ —— ~ 1,2 • 10“15 м,

тпс

т. е. примерно совпадает со значением радиуса ядра и по порядку величины совпадает с радиусом действия ядерных сил. (Для фотонов т.ф = 0 и R0 = °°, т. е. электромагнитное поле имеет бесконечно большой радиус действия.)

С другой стороны, предполагая, что за время At 71-мезон проходит расстояние R0, равное радиусу действия ядерных сил, можно подсчитать массу покоя я-ме-

зона: m_ = ~ 250 пг„, где тп. — масса покоя электро-

п R0C

на. Это согласуется со значениями масс 71-мезонов.

3. МАГНИТНЫЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЯДЕР

1°. Нуклоны в ядре обладают орбитальным и спиновым магнитными и механическими моментами. Нуклоны являются фермионами, их спин равен |. Орбитальный (1, и спиновый (Is магнитные моменты нуклонов равны:
Предыдущая << 1 .. 238 239 240 241 242 243 < 244 > 245 246 247 248 249 250 .. 307 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed