ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസ്. സ്കൂൾ എൻസൈക്ലോപീഡിയ

വിശ്വസനീയമായ ഡാറ്റ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നതിന് വളരെ മുമ്പുതന്നെ ആന്തരിക ഘടനഎല്ലാറ്റിനുമുപരിയായി, ഗ്രീക്ക് ചിന്തകർ ദ്രവ്യത്തെ ചെറിയ അഗ്നികണങ്ങളുടെ രൂപത്തിൽ സങ്കൽപ്പിച്ചു. നിരന്തരമായ ചലനം. ഒരുപക്ഷേ ലോകക്രമത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ഈ ദർശനം തികച്ചും യുക്തിസഹമായ നിഗമനങ്ങളിൽ നിന്ന് ഉരുത്തിരിഞ്ഞതാണ്. ഈ പ്രസ്താവനയുടെ ചില നിഷ്കളങ്കതയും തെളിവുകളുടെ അഭാവവും ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, അത് സത്യമായി മാറി. ഇരുപത്തിമൂന്ന് നൂറ്റാണ്ടുകൾക്ക് ശേഷമാണ് ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് ഈ ധീരമായ ഊഹം സ്ഥിരീകരിക്കാൻ കഴിഞ്ഞത്.

ആറ്റോമിക് ഘടന

IN അവസാനം XIXനൂറ്റാണ്ടിൽ, കറൻ്റ് കടന്നുപോകുന്ന ഒരു ഡിസ്ചാർജ് ട്യൂബിൻ്റെ സവിശേഷതകൾ പഠിച്ചു. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ കണികകളുടെ രണ്ട് സ്ട്രീമുകൾ പുറപ്പെടുവിക്കുന്നുവെന്ന് നിരീക്ഷണങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്:

കാഥോഡ് രശ്മികളുടെ നെഗറ്റീവ് കണങ്ങളെ ഇലക്ട്രോണുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. തുടർന്ന്, പല പ്രക്രിയകളിലും ഒരേ ചാർജും പിണ്ഡവും അനുപാതമുള്ള കണങ്ങൾ കണ്ടെത്തി. ഇലക്ട്രോണുകൾ വിവിധ ആറ്റങ്ങളുടെ സാർവത്രിക ഘടകങ്ങളായി തോന്നി, അയോണുകളും ആറ്റങ്ങളും ഉപയോഗിച്ച് ബോംബെറിയുമ്പോൾ വളരെ എളുപ്പത്തിൽ വേർതിരിക്കപ്പെടുന്നു.

പോസിറ്റീവ് ചാർജ് വഹിക്കുന്ന കണങ്ങളെ ഒന്നോ അതിലധികമോ ഇലക്ട്രോണുകൾ നഷ്ടപ്പെട്ടതിന് ശേഷം ആറ്റങ്ങളുടെ ശകലങ്ങളായി പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. വാസ്തവത്തിൽ, പോസിറ്റീവ് കിരണങ്ങൾ നെഗറ്റീവ് കണങ്ങളില്ലാത്ത ആറ്റങ്ങളുടെ ഗ്രൂപ്പുകളായിരുന്നു, അതിൻ്റെ ഫലമായി പോസിറ്റീവ് ചാർജ് ഉണ്ട്.

തോംസൺ മോഡൽ

പരീക്ഷണങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് കണങ്ങൾ ആറ്റത്തിൻ്റെ സത്തയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നുവെന്നും അതിൻ്റെ ഘടകങ്ങളാണെന്നും കണ്ടെത്തി. ഇംഗ്ലീഷ് ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ജെ. തോംസൺ തൻ്റെ സിദ്ധാന്തം അവതരിപ്പിച്ചു. അദ്ദേഹത്തിൻ്റെ അഭിപ്രായത്തിൽ, ആറ്റത്തിൻ്റെയും ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെയും ഘടന ഒരുതരം പിണ്ഡമായിരുന്നു, അതിൽ നെഗറ്റീവ് ചാർജുകൾ ഒരു പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ള പന്തിലേക്ക് ഞെക്കി, ഉണക്കമുന്തിരി ഒരു കപ്പ് കേക്കിലേക്ക് വലിച്ചെറിയുന്നു. ചാർജ് നഷ്ടപരിഹാരം "കപ്പ് കേക്ക്" വൈദ്യുതപരമായി നിഷ്പക്ഷമാക്കി.

റഥർഫോർഡ് മോഡൽ

യുവ അമേരിക്കൻ ശാസ്ത്രജ്ഞനായ റഥർഫോർഡ്, ആൽഫ കണങ്ങൾ അവശേഷിപ്പിച്ച ട്രാക്കുകൾ വിശകലനം ചെയ്തു, തോംസൻ്റെ മാതൃക അപൂർണ്ണമാണെന്ന നിഗമനത്തിലെത്തി. ചില ആൽഫ കണങ്ങൾ ചെറിയ കോണുകളിൽ വ്യതിചലിച്ചു - 5-10 o. അപൂർവ സന്ദർഭങ്ങളിൽ, ആൽഫ കണങ്ങൾ 60-80 o വലിയ കോണുകളിൽ വ്യതിചലിച്ചു, അസാധാരണമായ സന്ദർഭങ്ങളിൽ കോണുകൾ വളരെ വലുതാണ് - 120-150 o. തോംസൻ്റെ ആറ്റത്തിൻ്റെ മാതൃകയ്ക്ക് വ്യത്യാസം വിശദീകരിക്കാൻ കഴിഞ്ഞില്ല.

റഥർഫോർഡ് നിർദ്ദേശിക്കുന്നു പുതിയ മോഡൽ, ആറ്റത്തിൻ്റെയും ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെയും ഘടന വിശദീകരിക്കുന്നു. ഒരു ആറ്റം 99% ശൂന്യമായിരിക്കണം, ഒരു ചെറിയ ന്യൂക്ലിയസും ഇലക്ട്രോണുകളും അതിന് ചുറ്റും കറങ്ങുകയും ഭ്രമണപഥത്തിൽ നീങ്ങുകയും ചെയ്യണമെന്ന് പ്രക്രിയയുടെ ഭൗതികശാസ്ത്രം പറയുന്നു.

ഒരു ആറ്റത്തിൻ്റെ കണികകൾക്ക് അതിൻ്റേതായ വൈദ്യുത ചാർജുകളുണ്ടെന്ന വസ്തുതയാൽ ആഘാതത്തിനിടയിലുള്ള വ്യതിയാനങ്ങൾ അദ്ദേഹം വിശദീകരിക്കുന്നു. ചാർജ്ജ് ചെയ്ത കണങ്ങളെ ബോംബിടുന്നതിൻ്റെ സ്വാധീനത്തിൽ, ആറ്റോമിക് മൂലകങ്ങൾ മാക്രോകോസത്തിലെ സാധാരണ ചാർജ്ജ് ചെയ്ത ശരീരങ്ങളെപ്പോലെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു: ഒരേ ചാർജുള്ള കണങ്ങൾ പരസ്പരം അകറ്റുന്നു, വിപരീത ചാർജുള്ളവ ആകർഷിക്കുന്നു.

ആറ്റങ്ങളുടെ അവസ്ഥ

കഴിഞ്ഞ നൂറ്റാണ്ടിൻ്റെ തുടക്കത്തിൽ, ആദ്യത്തെ കണികാ ആക്സിലറേറ്ററുകൾ വിക്ഷേപിച്ചപ്പോൾ, ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെയും ആറ്റത്തിൻ്റെയും ഘടന വിശദീകരിക്കുന്ന എല്ലാ സിദ്ധാന്തങ്ങളും പരീക്ഷണാത്മക സ്ഥിരീകരണത്തിനായി കാത്തിരിക്കുകയായിരുന്നു. അപ്പോഴേക്കും, ആറ്റങ്ങളുമായുള്ള ആൽഫ, ബീറ്റ രശ്മികളുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ ഇതിനകം തന്നെ നന്നായി പഠിച്ചിരുന്നു. 1917 വരെ, ആറ്റങ്ങൾ സ്ഥിരതയുള്ളതോ റേഡിയോ ആക്ടീവോ ആണെന്ന് വിശ്വസിച്ചിരുന്നു. സ്ഥിരതയുള്ള ആറ്റങ്ങളെ വിഭജിക്കാൻ കഴിയില്ല, റേഡിയോ ആക്ടീവ് ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ ശോഷണം നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയില്ല. എന്നാൽ ഈ അഭിപ്രായം നിരാകരിക്കാൻ റഥർഫോർഡിന് കഴിഞ്ഞു.

ആദ്യത്തെ പ്രോട്ടോൺ

1911-ൽ, ഇ. റഥർഫോർഡ് എല്ലാ അണുകേന്ദ്രങ്ങളും ഒരേ മൂലകങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു എന്ന ആശയം മുന്നോട്ടുവച്ചു, അതിൻ്റെ അടിസ്ഥാനം ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റമാണ്. ദ്രവ്യത്തിൻ്റെ ഘടനയെക്കുറിച്ചുള്ള മുൻ പഠനങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള ഒരു സുപ്രധാന നിഗമനമാണ് ശാസ്ത്രജ്ഞനെ ഈ ആശയത്തിലേക്ക് പ്രേരിപ്പിച്ചത്: എല്ലാ രാസ മൂലകങ്ങളുടെയും പിണ്ഡം ഹൈഡ്രജൻ്റെ പിണ്ഡം കൊണ്ട് ബാക്കിയില്ലാതെ വിഭജിക്കപ്പെടുന്നു. പുതിയ അനുമാനം അഭൂതപൂർവമായ സാധ്യതകൾ തുറന്നു, ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ ഘടനയെ ഒരു പുതിയ രീതിയിൽ കാണാൻ ഞങ്ങളെ അനുവദിച്ചു. ന്യൂക്ലിയർ പ്രതികരണങ്ങൾപുതിയ സിദ്ധാന്തം സ്ഥിരീകരിക്കുകയോ നിരാകരിക്കുകയോ ചെയ്തിരിക്കണം.

നൈട്രജൻ ആറ്റങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് 1919 ൽ പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തി. ആൽഫ കണങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ബോംബെറിഞ്ഞ് റഥർഫോർഡ് ഒരു അത്ഭുതകരമായ ഫലം നേടി.

N ആറ്റം ഒരു ആൽഫ കണികയെ ആഗിരണം ചെയ്യുകയും പിന്നീട് O 17 ഓക്സിജൻ ആറ്റമായി മാറുകയും ഹൈഡ്രജൻ ന്യൂക്ലിയസ് പുറപ്പെടുവിക്കുകയും ചെയ്തു. ഒരു മൂലകത്തിൻ്റെ ആറ്റത്തെ മറ്റൊന്നിലേക്ക് കൃത്രിമമായി പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്ന ആദ്യ പ്രവർത്തനമാണിത്. ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ ഘടനയും നിലവിലുള്ള പ്രക്രിയകളുടെ ഭൗതികശാസ്ത്രവും മറ്റ് ന്യൂക്ലിയർ പരിവർത്തനങ്ങൾ സാധ്യമാക്കുമെന്ന് അത്തരമൊരു അനുഭവം പ്രത്യാശ നൽകി.

ശാസ്ത്രജ്ഞൻ തൻ്റെ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ സിൻ്റില്ലേഷൻ ഫ്ലാഷ് രീതി ഉപയോഗിച്ചു. അഗ്നിജ്വാലകളുടെ ആവൃത്തിയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ ഘടനയും ഘടനയും, ജനറേറ്റഡ് കണങ്ങളുടെ സവിശേഷതകൾ, അവയുടെ ആറ്റോമിക് പിണ്ഡം, ആറ്റോമിക് നമ്പർ എന്നിവയെക്കുറിച്ച് അദ്ദേഹം നിഗമനങ്ങളിൽ എത്തി. അജ്ഞാത കണത്തിന് റഥർഫോർഡ് പ്രോട്ടോൺ എന്ന് പേരിട്ടു. ഒരൊറ്റ പോസിറ്റീവ് ചാർജും അനുബന്ധ പിണ്ഡവും - ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റത്തിൻ്റെ ഒറ്റ ഇലക്ട്രോണിൻ്റെ എല്ലാ സവിശേഷതകളും ഇതിന് ഉണ്ടായിരുന്നു. അങ്ങനെ, പ്രോട്ടോണും ഹൈഡ്രജൻ ന്യൂക്ലിയസും ഒരേ കണങ്ങളാണെന്ന് തെളിയിക്കപ്പെട്ടു.

1930-ൽ, ആദ്യത്തെ വലിയ ആക്സിലറേറ്ററുകൾ നിർമ്മിക്കുകയും വിക്ഷേപിക്കുകയും ചെയ്തപ്പോൾ, റഥർഫോർഡിൻ്റെ ആറ്റത്തിൻ്റെ മാതൃക പരീക്ഷിക്കുകയും തെളിയിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്തു: ഓരോ ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റത്തിലും ഒരു ഏകാന്ത ഇലക്ട്രോൺ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, അതിൻ്റെ സ്ഥാനം നിർണ്ണയിക്കാൻ കഴിയില്ല, കൂടാതെ ഉള്ളിൽ ഒരു പോസിറ്റീവ് പ്രോട്ടോണുള്ള ഒരു അയഞ്ഞ ആറ്റവും. . ബോംബാക്രമണ സമയത്ത് പ്രോട്ടോണുകൾ, ഇലക്ട്രോണുകൾ, ആൽഫ കണികകൾ എന്നിവ ഒരു ആറ്റത്തിൽ നിന്ന് പുറത്തേക്ക് പറക്കാൻ കഴിയുമെന്നതിനാൽ, ഇവ ഏതെങ്കിലും ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ ഘടകങ്ങളാണെന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞർ കരുതി. എന്നാൽ ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ ആറ്റത്തിൻ്റെ അത്തരമൊരു മാതൃക അസ്ഥിരമായി തോന്നി - ഇലക്ട്രോണുകൾ ന്യൂക്ലിയസിൽ ഉൾക്കൊള്ളാൻ കഴിയാത്തത്ര വലുതായിരുന്നു, കൂടാതെ, ആക്കം, ഊർജ്ജ സംരക്ഷണ നിയമം എന്നിവയുടെ ലംഘനവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഗുരുതരമായ ബുദ്ധിമുട്ടുകൾ ഉണ്ടായിരുന്നു. ഈ രണ്ട് നിയമങ്ങളും, കർശനമായ അക്കൗണ്ടൻ്റുമാരെപ്പോലെ, ഒരു ബോംബിംഗ് സമയത്ത് വേഗതയും പിണ്ഡവും ഒരു അജ്ഞാത ദിശയിൽ അപ്രത്യക്ഷമാകുമെന്ന് പറഞ്ഞു. ഈ നിയമങ്ങൾ പൊതുവെ അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടതിനാൽ, ഇത്തരമൊരു ചോർച്ചയ്ക്ക് വിശദീകരണങ്ങൾ കണ്ടെത്തേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്.

ന്യൂട്രോണുകൾ

ലോകമെമ്പാടുമുള്ള ശാസ്ത്രജ്ഞർ ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ പുതിയ ഘടകങ്ങൾ കണ്ടെത്തുന്നതിന് ലക്ഷ്യമിട്ടുള്ള പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തി. 1930-കളിൽ ജർമ്മൻ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞരായ ബെക്കറും ബോത്തും ബെറിലിയം ആറ്റങ്ങളെ ആൽഫ കണികകൾ ഉപയോഗിച്ച് ബോംബെറിഞ്ഞു. അതേ സമയം, അജ്ഞാത വികിരണം രേഖപ്പെടുത്തി, അത് ജി-റേ എന്ന് വിളിക്കാൻ തീരുമാനിച്ചു. വിശദമായ പഠനങ്ങൾ പുതിയ കിരണങ്ങളുടെ ചില സവിശേഷതകൾ വെളിപ്പെടുത്തി: അവ കർശനമായി ഒരു നേർരേഖയിൽ വ്യാപിപ്പിക്കും, വൈദ്യുതവുമായും ഇടപഴകിയില്ല. കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങൾ, ഉയർന്ന നുഴഞ്ഞുകയറാനുള്ള കഴിവ് ഉണ്ടായിരുന്നു. പിന്നീട്, ഇത്തരത്തിലുള്ള വികിരണം ഉണ്ടാക്കുന്ന കണങ്ങൾ മറ്റ് മൂലകങ്ങളുമായുള്ള ആൽഫ കണങ്ങളുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിനിടയിൽ കണ്ടെത്തി - ബോറോൺ, ക്രോമിയം തുടങ്ങിയവ.

ചാഡ്വിക്കിൻ്റെ അനുമാനം

തുടർന്ന് റഥർഫോർഡിൻ്റെ സഹപ്രവർത്തകനും വിദ്യാർത്ഥിയുമായ ജെയിംസ് ചാഡ്വിക്ക് നേച്ചർ ജേണലിൽ ഒരു ചെറിയ സന്ദേശം നൽകി, അത് പിന്നീട് പൊതുവായി അറിയപ്പെട്ടു. പുതിയ വികിരണം ന്യൂട്രൽ കണങ്ങളുടെ ഒരു പ്രവാഹമാണെന്ന് ഞങ്ങൾ അനുമാനിച്ചാൽ, സംരക്ഷണ നിയമങ്ങളിലെ വൈരുദ്ധ്യങ്ങൾ എളുപ്പത്തിൽ പരിഹരിക്കപ്പെടുമെന്ന വസ്തുതയിലേക്ക് ചാഡ്വിക്ക് ശ്രദ്ധ ആകർഷിച്ചു, അവയിൽ ഓരോന്നിനും പ്രോട്ടോണിൻ്റെ പിണ്ഡത്തിന് തുല്യമായ പിണ്ഡമുണ്ട്. ഈ അനുമാനം പരിഗണിച്ച്, ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർ ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ ഘടന വിശദീകരിക്കുന്ന സിദ്ധാന്തം ഗണ്യമായി വിപുലീകരിച്ചു. ചുരുക്കത്തിൽ, കൂട്ടിച്ചേർക്കലുകളുടെ സാരാംശം ഒരു പുതിയ കണികയിലേക്കും ആറ്റത്തിൻ്റെ ഘടനയിൽ അതിൻ്റെ പങ്കിലേക്കും ചുരുക്കി.

ന്യൂട്രോണിൻ്റെ ഗുണവിശേഷതകൾ

കണ്ടെത്തിയ കണത്തിന് "ന്യൂട്രോൺ" എന്ന പേര് നൽകി. പുതുതായി കണ്ടെത്തിയ കണങ്ങൾ തങ്ങൾക്ക് ചുറ്റും വൈദ്യുതകാന്തിക മണ്ഡലങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കിയില്ല, മാത്രമല്ല ഊർജ്ജം നഷ്ടപ്പെടാതെ ദ്രവ്യത്തിലൂടെ എളുപ്പത്തിൽ കടന്നുപോകുകയും ചെയ്തു. നേരിയ ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസുകളുമായുള്ള അപൂർവ കൂട്ടിയിടികളിൽ, ഒരു ന്യൂട്രോണിന് ആറ്റത്തിൽ നിന്ന് ന്യൂക്ലിയസിനെ തട്ടിമാറ്റാൻ കഴിയും, അതിൻ്റെ ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ ഗണ്യമായ ഭാഗം നഷ്ടപ്പെടും. ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ ഘടന ഓരോ പദാർത്ഥത്തിലും വ്യത്യസ്ത എണ്ണം ന്യൂട്രോണുകളുടെ സാന്നിധ്യം അനുമാനിക്കുന്നു. ഒരേ ന്യൂക്ലിയർ ചാർജ് ഉള്ളതും എന്നാൽ വ്യത്യസ്ത ന്യൂട്രോണുകളുടെ എണ്ണം ഉള്ളതുമായ ആറ്റങ്ങളെ ഐസോടോപ്പുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

ന്യൂട്രോണുകൾ ആൽഫ കണങ്ങൾക്ക് ഒരു മികച്ച പകരക്കാരനായി പ്രവർത്തിച്ചു. നിലവിൽ, ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ ഘടന പഠിക്കാൻ അവ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ശാസ്ത്രത്തിനുള്ള അവയുടെ പ്രാധാന്യം ഹ്രസ്വമായി വിവരിക്കുക അസാധ്യമാണ്, പക്ഷേ ന്യൂട്രോണുകൾ ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസുകളെ ബോംബെറിഞ്ഞതിന് നന്ദി, ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് അറിയപ്പെടുന്ന എല്ലാ മൂലകങ്ങളുടെയും ഐസോടോപ്പുകൾ നേടാൻ കഴിഞ്ഞു.

ഒരു ആറ്റത്തിൻ്റെ ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ ഘടന

നിലവിൽ, ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ ഘടന ന്യൂക്ലിയർ ഫോഴ്‌സുകളാൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന പ്രോട്ടോണുകളുടെയും ന്യൂട്രോണുകളുടെയും ഒരു ശേഖരമാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, രണ്ട് ന്യൂട്രോണുകളുടെയും രണ്ട് പ്രോട്ടോണുകളുടെയും ഒരു പിണ്ഡമാണ് ഹീലിയം ന്യൂക്ലിയസ്. നേരിയ മൂലകങ്ങൾക്ക് ഏതാണ്ട് തുല്യമായ പ്രോട്ടോണുകളും ന്യൂട്രോണുകളും ഉണ്ട്, അതേസമയം കനത്ത മൂലകങ്ങൾക്ക് വളരെ വലിയ ന്യൂട്രോണുകൾ ഉണ്ട്.

ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ ഘടനയെക്കുറിച്ചുള്ള ഈ ചിത്രം, വേഗതയേറിയ പ്രോട്ടോണുകളുള്ള ആധുനിക വലിയ ആക്സിലറേറ്ററുകളിലെ പരീക്ഷണങ്ങളാൽ സ്ഥിരീകരിക്കപ്പെടുന്നു. വൈദ്യുത ശക്തികൾപ്രോട്ടോണുകളുടെ വികർഷണം ന്യൂക്ലിയസിൽ മാത്രം പ്രവർത്തിക്കുന്ന ന്യൂക്ലിയർ ബലങ്ങളാൽ സന്തുലിതമാണ്. ആണവശക്തികളുടെ സ്വഭാവം ഇതുവരെ പൂർണ്ണമായി പഠിച്ചിട്ടില്ലെങ്കിലും, അവയുടെ അസ്തിത്വം പ്രായോഗികമായി തെളിയിക്കപ്പെടുകയും ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ ഘടനയെ പൂർണ്ണമായും വിശദീകരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

പിണ്ഡവും ഊർജ്ജവും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം

1932-ൽ, വിൽസൻ്റെ ക്യാമറ ഒരു ഇലക്ട്രോണിൻ്റെ പിണ്ഡമുള്ള പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ള കണങ്ങളുടെ അസ്തിത്വം തെളിയിക്കുന്ന ഒരു അത്ഭുതകരമായ ഫോട്ടോ പകർത്തി.

ഇതിനുമുമ്പ്, പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോണുകൾ സൈദ്ധാന്തികമായി പ്രവചിച്ചത് പി ഡിറാക്ക് ആയിരുന്നു. കോസ്മിക് കിരണങ്ങളിൽ ഒരു യഥാർത്ഥ പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോണും കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്. പുതിയ കണത്തെ പോസിട്രോൺ എന്നാണ് വിളിച്ചിരുന്നത്. അതിൻ്റെ ഇരട്ടിയുമായി കൂട്ടിയിടിക്കുമ്പോൾ - ഒരു ഇലക്ട്രോൺ, ഉന്മൂലനം സംഭവിക്കുന്നു - രണ്ട് കണങ്ങളുടെ പരസ്പര നാശം. ഇത് ഒരു നിശ്ചിത അളവിൽ ഊർജ്ജം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു.

അങ്ങനെ, സ്ഥൂലപ്രപഞ്ചത്തിന് വേണ്ടി വികസിപ്പിച്ച സിദ്ധാന്തം ദ്രവ്യത്തിൻ്റെ ഏറ്റവും ചെറിയ മൂലകങ്ങളുടെ സ്വഭാവം വിവരിക്കുന്നതിന് പൂർണ്ണമായും അനുയോജ്യമാണ്.

ഒരു ആറ്റത്തിൽ പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ള ന്യൂക്ലിയസും അതിനെ ചുറ്റിപ്പറ്റിയുള്ള ഇലക്ട്രോണുകളും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസുകൾക്ക് ഏകദേശം 10 -14 ... 10 -15 മീറ്റർ അളവുകൾ ഉണ്ട് (ഒരു ആറ്റത്തിൻ്റെ രേഖീയ അളവുകൾ 10 -10 മീ ആണ്).

ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസ്പ്രാഥമിക കണങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു - പ്രോട്ടോണുകളും ന്യൂട്രോണുകളും.ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ പ്രോട്ടോൺ-ന്യൂട്രോൺ മോഡൽ റഷ്യൻ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ഡി ഡി ഇവാനെങ്കോ നിർദ്ദേശിച്ചു, തുടർന്ന് ഡബ്ല്യു ഹൈസൻബർഗ് വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു.

പ്രോട്ടോൺ ( ആർ) ഇലക്ട്രോൺ ചാർജിന് തുല്യമായ പോസിറ്റീവ് ചാർജും വിശ്രമ പിണ്ഡവും ഉണ്ട് ടി പി = 1.6726∙10 -27 കിലോ 1836 എം ഇ, എവിടെ എം ഇഇലക്ട്രോൺ പിണ്ഡം. ന്യൂട്രോൺ ( എൻ) - വിശ്രമ പിണ്ഡമുള്ള ന്യൂട്രൽ കണിക എം എൻ= 1.6749∙10 -27 കി.ഗ്രാം 1839ടി ഇ ,. പ്രോട്ടോണുകളുടെയും ന്യൂട്രോണുകളുടെയും പിണ്ഡം പലപ്പോഴും മറ്റൊരു യൂണിറ്റിൽ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു - ആറ്റോമിക് മാസ് യൂണിറ്റുകൾ (അമു, ഒരു കാർബൺ ആറ്റത്തിൻ്റെ പിണ്ഡത്തിൻ്റെ 1/12 ന് തുല്യമായ പിണ്ഡത്തിൻ്റെ യൂണിറ്റ്.
). ഒരു പ്രോട്ടോണിൻ്റെയും ന്യൂട്രോണിൻ്റെയും പിണ്ഡം ഏകദേശം ഒരു ആറ്റോമിക് മാസ് യൂണിറ്റാണ്. പ്രോട്ടോണുകളും ന്യൂട്രോണുകളും വിളിക്കുന്നു ന്യൂക്ലിയോണുകൾ(ലാറ്റിൽ നിന്ന്. അണുകേന്ദ്രംകോർ). മൊത്തം എണ്ണംഒരു ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസിലെ ന്യൂക്ലിയോണുകളെ മാസ് നമ്പർ എന്ന് വിളിക്കുന്നു എ).

ബന്ധത്തിന് അനുസൃതമായി പിണ്ഡം വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ ആരം വർദ്ധിക്കുന്നു R= 1,4എ 1/3 10 -13 സെ.മീ.

ന്യൂക്ലിയസുകൾക്ക് മൂർച്ചയുള്ള അതിരുകൾ ഇല്ലെന്ന് പരീക്ഷണങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ മധ്യഭാഗത്ത് ന്യൂക്ലിയർ പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ ഒരു നിശ്ചിത സാന്ദ്രതയുണ്ട്, കേന്ദ്രത്തിൽ നിന്നുള്ള ദൂരം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് ഇത് ക്രമേണ പൂജ്യമായി കുറയുന്നു. ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ വ്യക്തമായി നിർവചിക്കപ്പെട്ട അതിർത്തിയുടെ അഭാവം മൂലം, അതിൻ്റെ "ആരം" നിർവചിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത് ന്യൂക്ലിയർ ദ്രവ്യത്തിൻ്റെ സാന്ദ്രത പകുതിയായി കുറയുന്ന കേന്ദ്രത്തിൽ നിന്നുള്ള ദൂരമാണ്. മിക്ക ന്യൂക്ലിയസ്സുകളുടെയും ശരാശരി ദ്രവ്യ സാന്ദ്രത വിതരണം ഗോളാകൃതിയേക്കാൾ കൂടുതലാണ്. ഭൂരിഭാഗം അണുകേന്ദ്രങ്ങളും വികൃതമാണ്. പലപ്പോഴും അണുകേന്ദ്രങ്ങൾക്ക് നീളമേറിയതോ പരന്നതോ ആയ എലിപ്‌സോയിഡുകളുടെ ആകൃതിയുണ്ട്

ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസ് സവിശേഷതയാണ് ഈടാക്കുകZഎവിടെ Zചാർജ് നമ്പർന്യൂക്ലിയസ്, ന്യൂക്ലിയസിലെ പ്രോട്ടോണുകളുടെ എണ്ണത്തിന് തുല്യവും ആറ്റോമിക നമ്പറുമായി ഒത്തുപോകുന്നതുമാണ് രാസ മൂലകംമെൻഡലീവിൻ്റെ മൂലകങ്ങളുടെ ആവർത്തനപ്പട്ടികയിൽ.

ന്യൂക്ലിയസ് ന്യൂട്രൽ ആറ്റത്തിൻ്റെ അതേ ചിഹ്നത്താൽ സൂചിപ്പിക്കുന്നു:
, എവിടെ എക്സ്- ഒരു രാസ മൂലകത്തിൻ്റെ പ്രതീകം, Zആറ്റോമിക് നമ്പർ (ന്യൂക്ലിയസിലെ പ്രോട്ടോണുകളുടെ എണ്ണം), എമാസ് നമ്പർ (ന്യൂക്ലിയസിലുള്ള ന്യൂക്ലിയോണുകളുടെ എണ്ണം). മാസ് നമ്പർ എആറ്റോമിക് മാസ് യൂണിറ്റുകളിലെ ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ പിണ്ഡത്തിന് ഏകദേശം തുല്യമാണ്.

ആറ്റം ന്യൂട്രൽ ആയതിനാൽ ന്യൂക്ലിയസിലെ ചാർജ്ജ് Zഒരു ആറ്റത്തിലെ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണം നിർണ്ണയിക്കുന്നു. ഒരു ആറ്റത്തിലെ സംസ്ഥാനങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള അവയുടെ വിതരണം ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. തന്നിരിക്കുന്ന രാസ മൂലകത്തിൻ്റെ പ്രത്യേകതകൾ ന്യൂക്ലിയർ ചാർജ് നിർണ്ണയിക്കുന്നു, അതായത്, ഒരു ആറ്റത്തിലെ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണം, അവയുടെ ഇലക്ട്രോൺ ഷെല്ലുകളുടെ കോൺഫിഗറേഷൻ, ഇൻട്രാ ആറ്റോമിക് ഇലക്ട്രിക് ഫീൽഡിൻ്റെ വ്യാപ്തിയും സ്വഭാവവും ഇത് നിർണ്ണയിക്കുന്നു.

ഒരേ ചാർജ് നമ്പറുകളുള്ള ന്യൂക്ലിയസ് Z, എന്നാൽ വ്യത്യസ്‌ത പിണ്ഡ സംഖ്യകളോടെ എ(അതായത് കൂടെ വ്യത്യസ്ത സംഖ്യകൾന്യൂട്രോണുകൾ N = A - Z), ഐസോടോപ്പുകൾ എന്നും ന്യൂക്ലിയസുകൾ എന്നും വിളിക്കുന്നു എ,എന്നാൽ വ്യത്യസ്തമാണ് Z -ഐസോബാറുകൾ. ഉദാഹരണത്തിന്, ഹൈഡ്രജൻ ( Z= l) മൂന്ന് ഐസോടോപ്പുകൾ ഉണ്ട്: N -പ്രോട്ടിയം ( Z= l, N= 0), N -ഡ്യൂറ്റീരിയം ( Z= l, എൻ= 1), N -ട്രിറ്റിയം ( Z= l, എൻ= 2), ടിൻ - പത്ത് ഐസോടോപ്പുകൾ മുതലായവ. ബഹുഭൂരിപക്ഷം കേസുകളിലും, ഒരേ രാസ മൂലകത്തിൻ്റെ ഐസോടോപ്പുകൾക്ക് ഒരേ രാസവും ഏതാണ്ട് സമാനമായ ഭൗതിക ഗുണങ്ങളുമുണ്ട്.

ഇ, എം.വി

ഊർജ്ജ നിലകൾ

കൂടാതെ ബോറോൺ ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസിനുള്ള സംക്രമണങ്ങൾ നിരീക്ഷിച്ചു

ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തം ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ ഘടകഭാഗങ്ങൾക്ക് കൈവശം വയ്ക്കാവുന്ന ഊർജ്ജങ്ങളെ കർശനമായി പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു. ന്യൂക്ലിയസുകളിലെ പ്രോട്ടോണുകളുടെയും ന്യൂട്രോണുകളുടെയും ശേഖരം തന്നിരിക്കുന്ന ഐസോടോപ്പിൻ്റെ സവിശേഷതയായ ചില പ്രത്യേക ഊർജ്ജാവസ്ഥകളിൽ മാത്രമേ ഉണ്ടാകൂ.

ഒരു ഇലക്ട്രോൺ ഉയർന്നതിൽ നിന്ന് താഴ്ന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലേക്ക് പോകുമ്പോൾ, ഊർജ്ജ വ്യത്യാസം ഒരു ഫോട്ടോൺ ആയി പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു. ഈ ഫോട്ടോണുകളുടെ ഊർജ്ജം നിരവധി ഇലക്ട്രോൺ വോൾട്ടുകളുടെ ക്രമത്തിലാണ്. അണുകേന്ദ്രങ്ങൾക്ക്, ലെവൽ എനർജികൾ ഏകദേശം 1 മുതൽ 10 MeV വരെയുള്ള പരിധിയിലാണ്. ഈ ലെവലുകൾക്കിടയിലുള്ള പരിവർത്തന സമയത്ത്, വളരെ ഉയർന്ന ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ (γ ക്വാണ്ട) ഫോട്ടോണുകൾ പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു. അത്തരം പരിവർത്തനങ്ങൾ ചിത്രത്തിൽ ചിത്രീകരിക്കാൻ. 6.1 ആണവോർജത്തിൻ്റെ ആദ്യ അഞ്ച് തലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു
.ലംബ വരകൾ നിരീക്ഷിച്ച സംക്രമണങ്ങളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു ന്യൂക്ലിയസ് 3.58 MeV ഊർജ്ജമുള്ള ഒരു അവസ്ഥയിൽ നിന്ന് 2.15 MeV ഊർജ്ജമുള്ള ഒരു അവസ്ഥയിലേക്ക് മാറുമ്പോൾ 1.43 MeV ഊർജ്ജമുള്ള ഒരു γ-ക്വാണ്ടം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു.

കോർ ചാർജ്

ഏതൊരു ആറ്റത്തിൻ്റെയും ന്യൂക്ലിയസ് പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ളതാണ്. പോസിറ്റീവ് ചാർജിൻ്റെ വാഹകൻ പ്രോട്ടോൺ ആണ്. ഒരു പ്രോട്ടോണിൻ്റെ ചാർജ് സംഖ്യാപരമായി ഒരു ഇലക്ട്രോണിൻ്റെ ചാർജിന് തുല്യമായതിനാൽ, ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ ചാർജ് $+Ze$ ന് തുല്യമാണെന്ന് നമുക്ക് എഴുതാം ($Z$ എന്നത് സൂചിപ്പിക്കുന്ന ഒരു പൂർണ്ണസംഖ്യയാണ് സീരിയൽ നമ്പർ D. I. മെൻഡലീവ് എഴുതിയ രാസ മൂലകങ്ങളുടെ ആവർത്തനപ്പട്ടികയിലെ രാസ മൂലകം). ന്യൂക്ലിയസിലെ പ്രോട്ടോണുകളുടെ എണ്ണവും ആറ്റത്തിലെ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണവും $Z$ സംഖ്യ നിർണ്ണയിക്കുന്നു. അതിനാൽ ഇതിനെ ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ ആറ്റോമിക് നമ്പർ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ആറ്റങ്ങളുടെ ഒപ്റ്റിക്കൽ, കെമിക്കൽ, മറ്റ് ഗുണങ്ങൾ എന്നിവയെ ആശ്രയിക്കുന്ന ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ പ്രധാന സവിശേഷതകളിലൊന്നാണ് വൈദ്യുത ചാർജ്.

കോർ പിണ്ഡം

മറ്റൊന്ന് പ്രധാന സ്വഭാവംന്യൂക്ലിയസ് അതിൻ്റെ പിണ്ഡമാണ്. ആറ്റങ്ങളുടെയും അണുകേന്ദ്രങ്ങളുടെയും പിണ്ഡം സാധാരണയായി ആറ്റോമിക് മാസ് യൂണിറ്റുകളിൽ (അമു) പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു. ഒരു കാർബൺ ന്യൂക്ലൈഡിൻ്റെ $^(12)_6C$ പിണ്ഡത്തിൻ്റെ $1/12$ ഒരു ആറ്റോമിക് മാസ് യൂണിറ്റായി കണക്കാക്കുന്നത് പതിവാണ്:

ഇവിടെ $N_A=6.022\cdot 10^(23)\ mol^-1$ ആണ് അവോഗാഡ്രോയുടെ നമ്പർ.

ഐൻസ്റ്റീൻ്റെ $E=mc^2$ എന്ന ബന്ധമനുസരിച്ച്, ആറ്റങ്ങളുടെ പിണ്ഡം ഊർജ്ജ യൂണിറ്റുകളിലും പ്രകടമാണ്. എന്തുകൊണ്ടെന്നാല്:

• പ്രോട്ടോൺ പിണ്ഡം $m_p=1.00728\ amu=938.28\ MeV$,
• ന്യൂട്രോൺ പിണ്ഡം $m_n=1.00866\ amu=939.57\ MeV$,
• ഇലക്ട്രോൺ പിണ്ഡം $m_e=5.49\cdot 10^(-4)\ amu=0.511\ MeV$,

നിങ്ങൾക്ക് കാണാനാകുന്നതുപോലെ, ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ പിണ്ഡവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഇലക്ട്രോണിൻ്റെ പിണ്ഡം വളരെ ചെറുതാണ്, അപ്പോൾ ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ പിണ്ഡം ആറ്റത്തിൻ്റെ പിണ്ഡവുമായി ഏതാണ്ട് യോജിക്കുന്നു.

പിണ്ഡം പൂർണ്ണ സംഖ്യകളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമാണ്. ന്യൂക്ലിയർ പിണ്ഡം, അമുവിൽ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു. ഒരു പൂർണ്ണ സംഖ്യയിലേക്ക് വൃത്താകൃതിയിലുള്ളതിനെ മാസ് നമ്പർ എന്ന് വിളിക്കുന്നു, ഇത് $A$ എന്ന അക്ഷരത്താൽ സൂചിപ്പിക്കുകയും ന്യൂക്ലിയസിലെ ന്യൂക്ലിയോണുകളുടെ എണ്ണം നിർണ്ണയിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ന്യൂക്ലിയസിലെ ന്യൂട്രോണുകളുടെ എണ്ണം $N=A-Z$ ആണ്.

ന്യൂക്ലിയസുകളെ നിയോഗിക്കാൻ, $^A_ZX$ എന്ന ചിഹ്നം ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇവിടെ $X$ എന്നാൽ നൽകിയിരിക്കുന്ന മൂലകത്തിൻ്റെ രാസ ചിഹ്നം എന്നാണ് അർത്ഥമാക്കുന്നത്. ഒരേ എണ്ണം പ്രോട്ടോണുകളുള്ളതും എന്നാൽ വ്യത്യസ്ത പിണ്ഡ സംഖ്യകളുള്ളതുമായ ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസുകളെ ഐസോടോപ്പുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ചില മൂലകങ്ങളിൽ, സ്ഥിരതയുള്ളതും അസ്ഥിരവുമായ ഐസോടോപ്പുകളുടെ എണ്ണം പതിനായിരങ്ങളിൽ എത്തുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന്, യുറേനിയത്തിന് $14$ ഐസോടോപ്പുകൾ ഉണ്ട്: $^(227)_(92)U\ $ മുതൽ $^(240)_(92)U$ വരെ.

പ്രകൃതിയിൽ നിലവിലുള്ള മിക്ക രാസ മൂലകങ്ങളും നിരവധി ഐസോടോപ്പുകളുടെ മിശ്രിതമാണ്. ചിലത് എന്ന വസ്തുത വിശദീകരിക്കുന്നത് ഐസോടോപ്പുകളുടെ സാന്നിധ്യമാണ് സ്വാഭാവിക ഘടകങ്ങൾപൂർണ്ണ സംഖ്യകളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായ ഒരു പിണ്ഡമുണ്ട്. ഉദാഹരണത്തിന്, പ്രകൃതിദത്ത ക്ലോറിനിൽ $75\%$ $^(35)_(17)Cl$, $24\%$ $^(37)_(17)Cl$ എന്നിവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, അതിൻ്റെ ആറ്റോമിക പിണ്ഡം $35.5$ a.u.m ആണ്. ഹൈഡ്രജൻ ഒഴികെയുള്ള മിക്ക ആറ്റങ്ങളിലും, ഐസോടോപ്പുകൾക്ക് ഏതാണ്ട് ഒരേ ഭൗതികവും സമാനവുമാണ് രാസ ഗുണങ്ങൾ. എന്നാൽ അവയുടെ ന്യൂക്ലിയർ ഗുണങ്ങൾക്ക് പിന്നിൽ, ഐസോടോപ്പുകൾ കാര്യമായ വ്യത്യാസമുണ്ട്. അവയിൽ ചിലത് സ്ഥിരതയുള്ളവയാണ്, മറ്റുള്ളവ - റേഡിയോ ആക്ടീവ്.

ഒരേ പിണ്ഡ സംഖ്യകളുള്ള അണുകേന്ദ്രങ്ങൾ, പക്ഷേ വ്യത്യസ്ത അർത്ഥങ്ങൾ$Z$-നെ ഐസോബാറുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന്, $^(40)_(18)Ar$, $^(40)_(20)Ca$. അത്രതന്നെ ന്യൂട്രോണുകളുള്ള ന്യൂക്ലിയസുകളെ ഐസോടോണുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ലൈറ്റ് ന്യൂക്ലിയസുകളിൽ "മിറർ" ജോഡി ന്യൂക്ലിയസുകൾ ഉണ്ട്. $Z$, $A-Z$ എന്നീ സംഖ്യകൾ പരസ്പരം മാറുന്ന ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ ജോഡികളാണിവ. അത്തരം ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ ഉദാഹരണങ്ങൾ $^(13)_6C\ $, $^(13_7)N$ അല്ലെങ്കിൽ $^3_1H$, $^3_2He$ എന്നിവയായിരിക്കാം.

ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസ് വലുപ്പം

ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസ് ഏകദേശം ഗോളാകൃതിയിലാണെന്ന് കരുതി, അതിൻ്റെ ആരം $R$ എന്ന ആശയം നമുക്ക് അവതരിപ്പിക്കാം. ചില ന്യൂക്ലിയസുകളിൽ വൈദ്യുത ചാർജിൻ്റെ വിതരണത്തിൽ സമമിതിയിൽ നിന്ന് ചെറിയ വ്യതിയാനം ഉണ്ടെന്ന് ശ്രദ്ധിക്കുക. കൂടാതെ, ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസുകൾ സ്റ്റാറ്റിക് അല്ല, പക്ഷേ ചലനാത്മക സംവിധാനങ്ങൾ, കൂടാതെ കോർ റേഡിയസ് എന്ന ആശയം ഒരു പന്തിൻ്റെ ആരമായി പ്രതിനിധീകരിക്കാൻ കഴിയില്ല. ഇക്കാരണത്താൽ, ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ വലിപ്പം ആണവശക്തികൾ സ്വയം പ്രകടമാകുന്ന മേഖലയായി കണക്കാക്കണം.

$\alpha $ - കണങ്ങളുടെ ചിതറിക്കിടക്കലിൻ്റെ അളവ് സിദ്ധാന്തം സൃഷ്ടിക്കുമ്പോൾ, E. റഥർഫോർഡ് ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസും $\alpha $ - കണവും കൂലോംബിൻ്റെ നിയമമനുസരിച്ച് പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നുവെന്ന അനുമാനങ്ങളിൽ നിന്ന് മുന്നോട്ടുപോയി, അതായത്. എന്ത് വൈദ്യുത മണ്ഡലംകാമ്പിനു ചുറ്റും ഗോളാകൃതിയിലുള്ള സമമിതിയുണ്ട്. ഒരു $\alpha $ കണത്തിൻ്റെ ചിതറിക്കൽ റൂഥർഫോർഡിൻ്റെ സൂത്രവാക്യം പൂർണ്ണമായും അനുസരിച്ചാണ് സംഭവിക്കുന്നത്:

$\alpha $ - ഊർജ്ജം $E$ വളരെ ചെറുതായിരിക്കുന്ന കണങ്ങൾക്ക് ഇത് സംഭവിക്കുന്നു. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, കണത്തിന് കൂലോംബ് സാധ്യതയുള്ള തടസ്സത്തെ മറികടക്കാൻ കഴിയില്ല, തുടർന്ന് ന്യൂക്ലിയർ ശക്തികളുടെ പ്രവർത്തന മേഖലയിൽ എത്തുന്നില്ല. കണികാ ഊർജ്ജം ഒരു നിശ്ചിത അതിർത്തി മൂല്യത്തിലേക്ക് വർദ്ധിക്കുമ്പോൾ $E_(gr)$ $\alpha $ -- കണിക ഈ അതിരിലെത്തുന്നു. അപ്പോൾ $\alpha $ - കണങ്ങളുടെ ചിതറിക്കലിൽ റഥർഫോർഡ് ഫോർമുലയിൽ നിന്ന് വ്യതിചലനമുണ്ട്. ബന്ധത്തിൽ നിന്ന്

ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ ആരം $R$ ന്യൂക്ലിയസിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്ന ന്യൂക്ലിയോണുകളുടെ എണ്ണത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നുവെന്ന് പരീക്ഷണങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. ഈ ആശ്രിതത്വം അനുഭവ സൂത്രവാക്യം ഉപയോഗിച്ച് പ്രകടിപ്പിക്കാം:

ഇവിടെ $R_0$ ഒരു സ്ഥിരാങ്കം, $A$ എന്നത് ഒരു മാസ് സംഖ്യയാണ്.

പ്രോട്ടോണുകൾ, ഫാസ്റ്റ് ന്യൂട്രോണുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ഉയർന്ന ഊർജ്ജ ഇലക്ട്രോണുകൾ എന്നിവയുടെ വിസരണം വഴിയാണ് ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ വലുപ്പങ്ങൾ പരീക്ഷണാത്മകമായി നിർണ്ണയിക്കുന്നത്. ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ വലുപ്പം നിർണ്ണയിക്കുന്നതിന് മറ്റ് നിരവധി പരോക്ഷ രീതികളുണ്ട്. അവ $\alpha $ -- റേഡിയോ ആക്ടീവ് ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ ആയുസ്സും $\alpha $ -- കണികകളുടെ ഊർജ്ജവും തമ്മിലുള്ള ബന്ധത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്; ഒരു ഇലക്ട്രോണിനെ ഒരു മ്യൂയോൺ താൽക്കാലികമായി പിടിച്ചെടുക്കുന്ന മെസോ ആറ്റോമുകൾ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നവയുടെ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗുണങ്ങളെക്കുറിച്ച്; ഒരു ജോടി മിറർ ആറ്റങ്ങളുടെ ബൈൻഡിംഗ് എനർജി താരതമ്യം ചെയ്തുകൊണ്ട്. ഈ രീതികൾ അനുഭവപരമായ ആശ്രിതത്വം സ്ഥിരീകരിക്കുന്നു $R=R_0A^(1/3)$, ഈ അളവുകൾ ഉപയോഗിച്ച് $R_0=\left(1.2-1.5\right)\cdot 10^(-15) എന്ന സ്ഥിരാങ്കത്തിൻ്റെ മൂല്യം സ്ഥാപിക്കപ്പെട്ടു. m$.

ആറ്റോമിക് ഫിസിക്സിലെയും കണികാ ഭൗതികത്തിലെയും ദൂരത്തിൻ്റെ യൂണിറ്റ് “ഫെർമി” അളവെടുപ്പ് യൂണിറ്റായി കണക്കാക്കുന്നു, അത് $(10)^(-15)\ m$ (1 f=$(10)^(1 f=$(10)^( -15)\ m )$.

ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ ആരങ്ങൾ അവയുടെ പിണ്ഡ സംഖ്യയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, അവ $2\cdot 10^(-15)\ m\ മുതൽ\\ 10^(-14)\ m$ വരെയാണ്. നമ്മൾ $R=R_0A^(1/3)$ ഫോർമുലയിൽ നിന്ന് $R_0$ പ്രകടിപ്പിക്കുകയും $\left(\frac(4\pi R^3)(3A)\right)=const$ എന്ന രൂപത്തിൽ എഴുതുകയും ചെയ്താൽ അപ്പോൾ ഓരോ ന്യൂക്ലിയോണിലും ഏകദേശം ഒരേ വോളിയം അടങ്ങിയിരിക്കുന്നതായി നമുക്ക് കാണാൻ കഴിയും. ഇതിനർത്ഥം ന്യൂക്ലിയർ ദ്രവ്യത്തിൻ്റെ സാന്ദ്രത എല്ലാ അണുകേന്ദ്രങ്ങൾക്കും ഏകദേശം തുല്യമാണ് എന്നാണ്. ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ വലുപ്പത്തെക്കുറിച്ചുള്ള നിലവിലുള്ള ഡാറ്റയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ന്യൂക്ലിയർ ദ്രവ്യത്തിൻ്റെ സാന്ദ്രതയുടെ ശരാശരി മൂല്യം ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തുന്നു:

നമുക്ക് കാണാനാകുന്നതുപോലെ, ന്യൂക്ലിയർ പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ സാന്ദ്രത വളരെ ഉയർന്നതാണ്. ആണവശക്തികളുടെ പ്രവർത്തനമാണ് ഇതിന് കാരണം.

ആശയവിനിമയത്തിൻ്റെ ഊർജ്ജം. ന്യൂക്ലിയർ മാസ് വൈകല്യം

ന്യൂക്ലിയസ് രൂപപ്പെടുന്ന ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ ബാക്കിയുള്ള പിണ്ഡങ്ങളുടെ ആകെത്തുക ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ പിണ്ഡവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, എല്ലാ രാസ മൂലകങ്ങൾക്കും ഇനിപ്പറയുന്ന അസമത്വം ശരിയാണെന്ന് ശ്രദ്ധയിൽപ്പെട്ടു:

ഇവിടെ $m_p$ എന്നത് പ്രോട്ടോണിൻ്റെ പിണ്ഡമാണ്, $m_n$ എന്നത് ന്യൂട്രോണിൻ്റെ പിണ്ഡമാണ്, $m_я$ ആണ് ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ പിണ്ഡം. ന്യൂക്ലിയസ് രൂപപ്പെടുന്ന ന്യൂക്ലിയോണുകളുടെ പിണ്ഡവും ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ പിണ്ഡവും തമ്മിലുള്ള പിണ്ഡവ്യത്യാസം പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന $\ത്രികോണം m$ മൂല്യത്തെ ന്യൂക്ലിയർ മാസ് വൈകല്യം എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

ഊർജ സംരക്ഷണ നിയമത്തിൻ്റെയും പിണ്ഡത്തിൻ്റെയും ഊർജത്തിൻ്റെയും ആനുപാതിക നിയമത്തിൻ്റെയും അടിസ്ഥാനത്തിൽ ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ ന്യൂക്ലിയണുകൾ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ വിശദാംശങ്ങൾ പരിശോധിക്കാതെ തന്നെ ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ ഗുണങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള പ്രധാന വിവരങ്ങൾ ലഭിക്കും. ഒരു ന്യൂക്ലിയസ് രൂപീകരണ സമയത്ത് $\triangle m$ പിണ്ഡത്തിൽ ഉണ്ടാകുന്ന മാറ്റത്തിൻ്റെ ഫലമായി $\triangle E$ ($\triangle E=\triangle mc^2$) ഊർജ്ജത്തിൽ ഒരു മാറ്റമുണ്ട്. ഒരു നിശ്ചിത അളവിൽ ഊർജ്ജം പുറത്തുവരുന്നു. ഊർജ്ജ സംരക്ഷണ നിയമമനുസരിച്ച്, ന്യൂക്ലിയസിനെ അതിൻ്റെ ഘടക കണങ്ങളായി വിഭജിക്കാൻ ഒരേ അളവിലുള്ള ഊർജ്ജം ആവശ്യമാണ്, അതായത്. ന്യൂക്ലിയോണുകൾ പരസ്പരം ഇടപെടാത്ത അതേ അകലത്തിൽ പരസ്പരം നീക്കുക. ഈ ഊർജ്ജത്തെ ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ ബൈൻഡിംഗ് ഊർജ്ജം എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

ന്യൂക്ലിയസിന് $Z$ പ്രോട്ടോണുകളും $A$ ദ്രവ്യസംഖ്യയും ഉണ്ടെങ്കിൽ, ബൈൻഡിംഗ് ഊർജ്ജം ഇതിന് തുല്യമാണ്:

കുറിപ്പ് 1

ഈ ഫോർമുല ഉപയോഗിക്കാൻ പൂർണ്ണമായും സൗകര്യപ്രദമല്ല എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കുക, കാരണം പട്ടികകൾ ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ പിണ്ഡത്തെ പട്ടികപ്പെടുത്തുന്നില്ല, മറിച്ച് ന്യൂട്രൽ ആറ്റങ്ങളുടെ പിണ്ഡം നിർണ്ണയിക്കുന്ന പിണ്ഡങ്ങളാണ്. അതിനാൽ, കണക്കുകൂട്ടലുകളുടെ സൗകര്യാർത്ഥം, ന്യൂക്ലിയസുകളല്ല, ആറ്റങ്ങളുടെ പിണ്ഡം ഉൾക്കൊള്ളുന്ന തരത്തിൽ ഫോർമുല രൂപാന്തരപ്പെടുന്നു. ഈ ആവശ്യത്തിനായി, ഫോർമുലയുടെ വലതുവശത്ത് ഞങ്ങൾ $Z$ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ പിണ്ഡം ചേർക്കുകയും കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു $(m_e)$. പിന്നെ

\c^2==\leftc^2.\]

$m_(()^1_1H)$ എന്നത് ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റത്തിൻ്റെ പിണ്ഡമാണ്, $m_a$ ആണ് ആറ്റത്തിൻ്റെ പിണ്ഡം.

ന്യൂക്ലിയർ ഫിസിക്സിൽ, ഊർജ്ജം പലപ്പോഴും മെഗാ ഇലക്ട്രോൺ വോൾട്ടുകളിൽ (MeV) പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു. എങ്കിൽ ഞങ്ങൾ സംസാരിക്കുന്നത്ഒ പ്രായോഗിക ഉപയോഗംആണവോർജ്ജം, അത് ജൂൾസിൽ അളക്കുന്നു. രണ്ട് ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ ഊർജ്ജം താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോൾ, ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ പിണ്ഡ യൂണിറ്റ് ഉപയോഗിക്കുന്നു - പിണ്ഡവും ഊർജ്ജവും തമ്മിലുള്ള അനുപാതം ($E=mc^2$). ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ ഒരു മാസ് യൂണിറ്റ് ($le$) ഊർജ്ജത്തിന് തുല്യമാണ്, ഇത് ഒരു അമുവിൻ്റെ പിണ്ഡത്തിന് തുല്യമാണ്. ഇത് $931,502$ MeV ന് തുല്യമാണ്.

ചിത്രം 1.

ഊർജ്ജത്തിന് പുറമെ പ്രധാനപ്പെട്ടത്ഒരു പ്രത്യേക ബൈൻഡിംഗ് എനർജി ഉണ്ട് - ഒരു ന്യൂക്ലിയോണിൽ പതിക്കുന്ന ബൈൻഡിംഗ് ഊർജ്ജം: $w=E_(st)/A$. ഈ മൂല്യം $A$ ദ്രവ്യസംഖ്യയിലെ മാറ്റവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ താരതമ്യേന സാവധാനത്തിൽ മാറുന്നു, പീരിയോഡിക് സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ മധ്യഭാഗത്ത് ഏകദേശം സ്ഥിരമായ മൂല്യം $8.6$ MeV ഉണ്ടായിരിക്കുകയും അതിൻ്റെ അരികുകളിലേക്ക് കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഒരു ഉദാഹരണമായി, ഒരു ഹീലിയം ആറ്റത്തിൻ്റെ ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ പിണ്ഡം, ബൈൻഡിംഗ് ഊർജ്ജം, നിർദ്ദിഷ്ട ബൈൻഡിംഗ് ഊർജ്ജം എന്നിവ കണക്കാക്കാം.

മാസ് വൈകല്യം

MeV-ൽ ബൈൻഡിംഗ് എനർജി: $E_(bv)=\triangle m\cdot 931.502=0.030359\cdot 931.502=28.3\ MeV$;

നിർദ്ദിഷ്ട ബൈൻഡിംഗ് എനർജി: $w=\frac(E_(st))(A)=\frac(28.3\ MeV)(4\ഏകദേശം 7.1\ MeV).$

ആറ്റങ്ങളും അതിലുപരി ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസുകളും വളരെ ചെറുതാണ്, അവ കാണാനും തൊടാനും കഴിയില്ലെന്ന് എല്ലാവരും സ്കൂൾ കാലം മുതൽ ഓർക്കുന്നു. ഈ അളവുകൾ സൂക്ഷ്മപ്രപഞ്ചത്തെയാണ് സൂചിപ്പിക്കുന്നത് എന്നതിനാൽ, വളരെ സങ്കീർണ്ണമായ ശാരീരിക പരീക്ഷണങ്ങളുടെ സഹായത്തോടെ മാത്രമേ അവ നിർണ്ണയിക്കാൻ കഴിയൂ എന്ന ധാരണ ഇതിൽ നിന്ന് ഒരാൾക്ക് ലഭിച്ചേക്കാം. എന്നാൽ ഇത് ഒട്ടും ശരിയല്ല. ഈ വലുപ്പങ്ങൾ കുറഞ്ഞത് വ്യാപ്തിയുടെ ക്രമത്തിലെങ്കിലും കണക്കാക്കുന്നത് സാധ്യമാക്കുന്ന തികച്ചും മാക്രോസ്കോപ്പിക്, ദൈനംദിന പ്രതിഭാസങ്ങൾ പോലും ഉണ്ട്. ഒരു പ്രശ്നത്തിൽ, ഒരു പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ അറിയപ്പെടുന്ന തെർമോഡൈനാമിക് സ്വഭാവസവിശേഷതകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഒരു ആറ്റത്തിൻ്റെ വലുപ്പം എങ്ങനെ കണക്കാക്കാമെന്ന് ഞങ്ങൾ ഇതിനകം കണ്ടെത്തി. ഇനി നമുക്ക് ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസിലേക്ക് തിരിയാം.

ന്യൂക്ലിയസ്, തീർച്ചയായും, ആറ്റങ്ങളെക്കാൾ പഠിക്കാൻ കൂടുതൽ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. ദ്രവ്യത്തിൻ്റെ ഗുണങ്ങളുടെ രൂപീകരണത്തിൽ അവ വളരെ ചെറിയ പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. അവ പദാർത്ഥത്തിന് പിണ്ഡം നൽകുന്നു, ഇലക്ട്രോണുകൾ അവയുടെ സമീപം സൂക്ഷിക്കുന്നു, പക്ഷേ അണുകേന്ദ്രങ്ങൾ നേരിട്ട് പരസ്പരം ഇടപഴകുന്നില്ല. ഇത് സംഭവിക്കുന്നത് അവ വളരെ ചെറുതാണ്, ആറ്റങ്ങളേക്കാൾ വളരെ ചെറുതാണ് (ചിത്രം 1). ഇക്കാരണത്താൽ, അവയുടെ വലുപ്പം ആറ്റങ്ങളുടെ വലുപ്പത്തേക്കാൾ നിർണ്ണയിക്കാൻ പ്രയാസമാണ്.

എന്നിരുന്നാലും, ഈ പ്രശ്നത്തിൽ, ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ വലുപ്പം കണക്കാക്കാൻ, പ്രകൃതി നമുക്ക് നൽകുന്ന ഒരു സൂചന ഞങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കും - റേഡിയോ ആക്റ്റിവിറ്റി പ്രതിഭാസം.

ചില ന്യൂക്ലിയർ പരിവർത്തനങ്ങളിൽ ന്യൂക്ലിയസുകളിൽ നിന്ന് ന്യൂട്രോണുകൾ പുറപ്പെടുവിക്കുന്നുവെന്ന് അറിയാം. പ്രോട്ടോണുകളോ ഇലക്ട്രോണുകളോ പോലെ ന്യൂട്രോണുകൾ വൈദ്യുത ചാർജ്ജ് ചെയ്യപ്പെടുന്നില്ല. ദ്രവ്യത്തിലൂടെയുള്ള അവരുടെ പറക്കലിൽ, അവർക്ക് ഫലത്തിൽ യാതൊരു വികാരവുമില്ല ഇലക്ട്രോണിക് ഷെല്ലുകൾആറ്റങ്ങൾ. ദ്രവ്യത്തിൻ്റെ ഏതെങ്കിലുമൊരു ന്യൂക്ലിയസുമായി നേരിട്ട് കൂട്ടിയിടിക്കുന്നതുവരെ, അവയുടെ പാതയിൽ നിന്ന് വ്യതിചലിക്കാതെ അവ ഒന്നിനുപുറകെ ഒന്നായി പറക്കുന്നു. ലാളിത്യത്തിനായി, ഒരു ന്യൂക്ലിയസിലേക്ക് ഇടിച്ചുകയറുന്ന ഓരോ ഫാസ്റ്റ് ന്യൂട്രോണും ചില കാര്യമായ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുമെന്ന് ഞങ്ങൾ അനുമാനിക്കും: ഇത് ന്യൂക്ലിയസിനുള്ളിലെ ആഗിരണം, ഇലാസ്റ്റിക് ചിതറിക്കൽ അല്ലെങ്കിൽ ഏതെങ്കിലും തരത്തിലുള്ള മാറ്റമാകാം.

വൈദ്യുതകാന്തിക ഇടപെടലുകളോട് ന്യൂട്രോണുകളുടെ ഈ "ഒരു മോശം" മനോഭാവം ന്യൂട്രോൺ ഫ്ലക്സിന് ഉയർന്ന തുളച്ചുകയറാനുള്ള കഴിവുണ്ട് എന്ന വസ്തുതയിലേക്ക് നയിക്കുന്നു (ചിത്രം 2). ഒരു ന്യൂട്രോണിൻ്റെ ശരാശരി സ്വതന്ത്ര പാത (അതായത്, വ്യക്തിഗത കൂട്ടിയിടികൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരം) ഇലക്ട്രോണുകളേക്കാളും എക്സ്-റേകളേക്കാളും വളരെ വലുതായിരിക്കും. ഇവിടെ ഞങ്ങൾക്ക് ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട കാര്യം ഈ നീളമാണ് നേരിട്ട് അളന്നുപ്ലേറ്റുകളുള്ള ഒരു ന്യൂട്രോൺ ഫ്ലക്സ് സംരക്ഷിക്കുന്നതിനുള്ള ലളിതമായ ലബോറട്ടറി പരീക്ഷണത്തിൽ വ്യത്യസ്ത കനം. ഫലങ്ങൾ ഇപ്രകാരമാണ്: 1 MeV ഓർഡറിൻ്റെ ഊർജ്ജമുള്ള ഫാസ്റ്റ് ന്യൂട്രോണുകൾക്ക്, അലുമിനിയം പോലെയുള്ള ഒരു ഖര പദാർത്ഥത്തിലെ ശരാശരി സ്വതന്ത്ര പാത ഏകദേശം 10 സെൻ്റീമീറ്റർ ആണ് - പൂർണ്ണമായും മാക്രോസ്കോപ്പിക് വലുപ്പം.

ടാസ്ക്

മുകളിലുള്ള സംഖ്യകളുടെയും യുക്തിയുടെയും അടിസ്ഥാനത്തിൽ, നിരക്ക്കാന്തിമാനത്തിൻ്റെ ക്രമത്തിൽ, അലൂമിനിയത്തിൻ്റെ ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ വലിപ്പം.

സൂചന 1

ഇലക്ട്രോൺ ഷെല്ലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് പരസ്പരം ശക്തമായി അമർത്തിപ്പിടിക്കുന്ന നിരവധി ആറ്റങ്ങളുടെ ഒരു സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം വരയ്ക്കുക. അവയുടെ ഉള്ളിലെ ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസുകളെ അടയാളപ്പെടുത്തുക, അവ വളരെ ചെറുതാണെന്ന് ഓർമ്മിക്കുക. ന്യൂട്രോണുകൾ ഇലക്ട്രോൺ ഷെല്ലുകളെ ശ്രദ്ധിക്കുന്നില്ല; അവർക്ക് ഖര ദ്രവ്യം വളരെ അപൂർവവും ഏതാണ്ട് ചലനരഹിതവുമായ ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ "ഗ്യാസ്" പോലെയാണ്. ഇത് മനസ്സിൽ വെച്ചുകൊണ്ട്, ഒരു ന്യൂട്രോണിൻ്റെ നേരായ പാത വരച്ച്, ശരാശരി സ്വതന്ത്ര പാത ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ വലുപ്പവുമായി എങ്ങനെ ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നുവെന്ന് മനസിലാക്കാൻ ശ്രമിക്കുക.

സൂചന 2

വാസ്തവത്തിൽ, ഫോട്ടോൺ കൂട്ടിയിടി പ്രശ്നത്തിലെ മീഡിയത്തിൻ്റെ പാരാമീറ്ററുകളുമായി ശരാശരി സ്വതന്ത്ര പാതയെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു ഫോർമുല ഞങ്ങൾ ഇതിനകം നേരിട്ടിട്ടുണ്ട്. ഫോട്ടോണുകൾ പരസ്പരം ചിതറിക്കിടക്കുന്നതിനുള്ള ക്രോസ് സെക്ഷനെക്കുറിച്ച് ഞങ്ങൾ അവിടെ സംസാരിച്ചു, അത് തികച്ചും അമൂർത്തമായ അളവായിരുന്നു. ഇപ്പോൾ എല്ലാം ലളിതമാണ്: ഒരു ന്യൂട്രോൺ-ന്യൂക്ലിയർ കൂട്ടിയിടിയുടെ ചിതറിക്കിടക്കുന്ന ക്രോസ് സെക്ഷൻ "ന്യൂക്ലിയസ് + ന്യൂട്രോൺ" സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ ജ്യാമിതീയ ക്രോസ് സെക്ഷനുമായി ഒത്തുപോകുന്നതായി ഞങ്ങൾ വിശ്വസിക്കുന്നു.

പരിഹാരം

ചിത്രത്തിൽ. ചാർജ്ജ് ചെയ്ത കണങ്ങളുടെയോ ഫോട്ടോണുകളുടെയോ വീക്ഷണകോണിൽ നിന്നും ന്യൂട്രോണിൻ്റെ വീക്ഷണകോണിൽ നിന്നും തുടർച്ചയായ ദ്രവ്യത്തിൻ്റെ വളരെ ലളിതമായ കാഴ്ചപ്പാട് 3 കാണിക്കുന്നു. ന്യൂട്രോൺ പ്രായോഗികമായി ഇലക്ട്രോണുകളെ "കാണുന്നില്ല"; അതിന് ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസുകൾ മാത്രമേ ഉള്ളൂ. കാമ്പിൻ്റെ ആരം ഞങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നു ആർ, അവയ്ക്കിടയിലുള്ള സ്വഭാവസവിശേഷത അകലം വഴിയാണ് എ. അതല്ല എ- ഇതൊരു സാധാരണ ഇൻ്ററാറ്റോമിക് ദൂരമാണ്, ഇത് വലുതാണ് വലിയ വലിപ്പംകേർണലുകൾ ആർ. ഏറ്റവും ലളിതമായ കണക്കുകൾക്കായി, ന്യൂട്രോണിനെ തന്നെ ഒരു പോയിൻ്റ് ന്യൂട്രോണായി ഞങ്ങൾ പരിഗണിക്കും. വേണമെങ്കിൽ, ന്യൂട്രോണിൻ്റെ വലിപ്പവും ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ വലിപ്പവും അതിൻ്റെ പിണ്ഡ സംഖ്യയുമായി ബന്ധപ്പെടുത്തി എസ്റ്റിമേറ്റ് പരിഷ്കരിക്കാം. എന്നിരുന്നാലും, ഈ പരിഷ്കരണം മാഗ്നിറ്റ്യൂഡ് എസ്റ്റിമേറ്റിൻ്റെ ക്രമം മാറ്റില്ല.

ശരാശരി സ്വതന്ത്ര പാത തമ്മിലുള്ള ബന്ധം എൽ, കൂട്ടിയിടി ക്രോസ് സെക്ഷൻ σ, ന്യൂക്ലിയർ കോൺസൺട്രേഷൻ എൻഫോട്ടോൺ കൂട്ടിയിടികളുടെ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നതിൽ ഇതിനകം വിശദമായി ചർച്ച ചെയ്തിട്ടുണ്ട്. ഇത് ലളിതമായി എഴുതിയിരിക്കുന്നു: Lσn= 1. ഞങ്ങളുടെ കാര്യത്തിൽ, കൂട്ടിയിടി ക്രോസ് സെക്ഷൻ കേവലം കാമ്പിൻ്റെ ക്രോസ് സെക്ഷൻ ആണ്, σ = πR 2, കേന്ദ്രീകരണം അണുകേന്ദ്രങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരത്തിൻ്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു, എൻ = 1/എ 3. ഈ പദപ്രയോഗങ്ങൾക്ക് പകരമായി, ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ ആരം കണക്കാക്കുന്നതിനുള്ള ഉത്തരം നമുക്ക് ലഭിക്കും:

ഇൻ്ററാറ്റോമിക് ദൂരം എ- ഒരു ഖര പദാർത്ഥത്തിന് ഇത് ആറ്റങ്ങളുടെ വലുപ്പമാണ്, അതായത് നിരവധി ആംഗ്‌സ്ട്രോമുകൾ. കൂടുതൽ കൃത്യമായ വിലയിരുത്തലിനായി, പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ സാന്ദ്രതയും ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ പിണ്ഡവും ഉപയോഗിച്ച് അണുകേന്ദ്രങ്ങളുടെ സാന്ദ്രത കണക്കാക്കാം; അലൂമിനിയത്തിന് ഇത് നൽകും എ= 2.5 എ. എടുക്കൽ എൽ= 0.1 മീറ്റർ, നമുക്ക് ലഭിക്കും ആർ≈ 7·10−15 മീ.

കണ്ടെത്തിയ മൂല്യം അലുമിനിയം കോറിൻ്റെ യഥാർത്ഥ ആരത്തിൻ്റെ ഏകദേശം ഇരട്ടിയാണ്. മാഗ്നിറ്റ്യൂഡ് എസ്റ്റിമേറ്റിൻ്റെ അത്തരമൊരു ലളിതമായ ക്രമത്തിന് ഇത് തികച്ചും സ്വീകാര്യമായ കൃത്യതയാണ്.

പിൻവാക്ക്

ന്യൂട്രോണുകൾ അല്ലെങ്കിൽ പൊതുവെ വ്യക്തിഗത പ്രാഥമിക കണങ്ങൾ ദ്രവ്യവുമായി എങ്ങനെ ഇടപെടുന്നു എന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള വിവിധ കഥകളുടെ ആമുഖമായി ഈ പ്രശ്നം വർത്തിക്കും. ഇവിടെ ഞങ്ങൾ വളരെ പൊതുവായ ചില രേഖാചിത്രങ്ങളിലേക്ക് മാത്രം പരിമിതപ്പെടുത്തും.

ഒന്നാമതായി, ഒരു യഥാർത്ഥ പരീക്ഷണത്തിൽ അണുകേന്ദ്രങ്ങളുടെ വലുപ്പം തികച്ചും വ്യത്യസ്തമായ രീതികൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് അളക്കുന്നതെന്ന് ഉടൻ പറയണം. മിക്കതും സ്റ്റാൻഡേർഡ് വഴിക്ലാസിക്കൽ റഥർഫോർഡ് പരീക്ഷണത്തിൻ്റെ ഒരു മെച്ചപ്പെട്ട പതിപ്പാണ്: ഒരു ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ വലിപ്പം അതിൽ ചിതറിക്കിടക്കുന്ന ചാർജുള്ള കണങ്ങൾ വഴി നിർണ്ണയിക്കാനാകും. എന്നാൽ രസകരമായ ഒരു കാര്യമുണ്ട്: കേർണലിന് ഉണ്ടായിരിക്കാമെന്ന് ഇത് മാറുന്നു ചിലത് വ്യത്യസ്ത വലുപ്പങ്ങൾ: പ്രോട്ടോൺ ആരം, മെറ്റീരിയൽ ആരം, ചാർജ് ആരം മുതലായവ. ചില സന്ദർഭങ്ങളിൽ, ഉദാഹരണത്തിന് ന്യൂട്രോൺ ഹാലോ ഉള്ള ന്യൂക്ലിയസുകൾക്ക്, ഈ വലുപ്പങ്ങൾ ഗണ്യമായി വ്യത്യാസപ്പെടാം. അതിനാൽ, ആധുനിക പരീക്ഷണാത്മക ഭൗതികശാസ്ത്രം ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ വലുപ്പം അളക്കാനും ഘടന പഠിക്കാനും നിരവധി വ്യത്യസ്ത രീതികൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു (നമ്മുടെ വാർത്തയിലെ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൻ്റെ ഈ മേഖലയുടെ ആമുഖം കാണുക, ന്യൂട്രോൺ ഹാലോ ഉപയോഗിച്ച് ന്യൂക്ലിയസ് പഠിക്കാൻ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗവേഷണം സഹായിക്കുന്നു).

ഈ പ്രശ്‌നത്തിൽ, ലാളിത്യത്തിനായി, ഒരു ന്യൂക്ലിയസിൽ ന്യൂട്രോൺ ചിതറിക്കിടക്കുന്നതിനുള്ള ക്രോസ് സെക്ഷൻ പൂർണ്ണമായും ജ്യാമിതീയമാണെന്ന് ഞങ്ങൾ അനുമാനിച്ചു: ന്യൂട്രോൺ പാത കർശനമായി ന്യൂക്ലിയസിൽ ഇടിച്ചാൽ ഒരു കൂട്ടിയിടി സംഭവിക്കുന്നു. വാസ്തവത്തിൽ, ക്വാണ്ടം നിയമങ്ങളാൽ വിവരിക്കപ്പെടുന്ന മൈക്രോവേൾഡിൽ, സാഹചര്യം ഈ അനുമാനത്തിൽ നിന്ന് വളരെ വ്യത്യസ്തമായിരിക്കാം. മാത്രമല്ല, ഈ വ്യത്യാസം ശക്തമായി ന്യൂട്രോൺ ഊർജ്ജത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു (ചിത്രം 5). അങ്ങനെ, ഏകദേശം 1 MeV ഊർജ്ജത്തിൽ, ചിതറിക്കിടക്കുന്ന ക്രോസ് സെക്ഷൻ സാധാരണയായി പലതാണ്

അവസാനമായി, ന്യൂട്രോണുകൾ അടിസ്ഥാന ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന് മാത്രമല്ല, പ്രായോഗിക ഗവേഷണത്തിനും എണ്ണമറ്റ സാധ്യതകൾ തുറക്കുന്നു. ആപ്ലിക്കേഷൻ്റെ എല്ലാ നിർദ്ദിഷ്ട മേഖലകളും പട്ടികപ്പെടുത്താൻ പോലും ശ്രമിക്കാതെ, മറ്റ് രീതികൾ (ചിത്രം 6), മെറ്റീരിയൽ സയൻസ്, ബയോമെഡിക്കൽ സയൻസസ്, ഫാർമക്കോളജി, ജിയോഫിസിക്സ് എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് നോക്കാൻ കഴിയാത്ത ഉപകരണങ്ങളുടെ വ്യാവസായിക ഡയഗ്നോസ്റ്റിക്സ് ഞങ്ങൾ പരാമർശിക്കും. ഈ പ്രയോഗങ്ങളെല്ലാം ഒരു തരത്തിൽ അല്ലെങ്കിൽ മറ്റൊരു തരത്തിൽ ദ്രവ്യത്തിലെ ന്യൂട്രോണുകളുടെ ഉയർന്ന നുഴഞ്ഞുകയറാനുള്ള കഴിവിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

ന്യൂക്ലിയസ് ഒരു ആറ്റത്തിൻ്റെ കേന്ദ്ര ഭാഗമാണ്, അതിൽ മിക്കവാറും എല്ലാ പിണ്ഡവും അതിൻ്റെ പോസിറ്റീവ് ചാർജും കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസിൽ പ്രാഥമിക കണങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു - പ്രോട്ടോണുകളും ന്യൂട്രോണുകളും (പ്രോട്ടോൺ-ന്യൂട്രോൺ മോഡൽ സോവിയറ്റ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ഇവാനെങ്കോ നിർദ്ദേശിച്ചു, പിന്നീട് ഹൈസൻബർഗ് വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു). ഒരു ആറ്റത്തിൻ്റെ ന്യൂക്ലിയസ് ഒരു ചാർജിൻ്റെ സവിശേഷതയാണ്. ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ ചാർജ് അളവ് ആണ്, ഇവിടെ e എന്നത് പ്രോട്ടോണിൻ്റെ ചാർജ് ആണ്, Z എന്നത് ആവർത്തനപ്പട്ടികയിലെ രാസ മൂലകത്തിൻ്റെ ആറ്റോമിക് നമ്പറാണ്, സംഖ്യയ്ക്ക് തുല്യമാണ്ന്യൂക്ലിയസിലെ പ്രോട്ടോണുകൾ. A=N+Z ന്യൂക്ലിയസിലെ ന്യൂക്ലിയോണുകളുടെ എണ്ണത്തെ മാസ് നമ്പർ എന്ന് വിളിക്കുന്നു, ഇവിടെ N എന്നത് ന്യൂക്ലിയസിലെ ന്യൂട്രോണുകളുടെ എണ്ണമാണ്.

ഒരേ Z ഉള്ളതും എന്നാൽ വ്യത്യസ്തമായ A ഉള്ളതുമായ അണുകേന്ദ്രങ്ങളെ ഐസോടോപ്പുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഒരേ A-യ്‌ക്ക് വ്യത്യസ്ത Z ഉള്ള ന്യൂക്ലിയസുകളെ ഐസോബാറുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. കോർ കെം. ഘടകം X നിയുക്തമാക്കിയിരിക്കുന്നു

ഇവിടെ X എന്നത് രാസ ചിഹ്നമാണ്. ഘടകം. ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ വലിപ്പം ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ ആരത്താൽ സവിശേഷതയാണ്. ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ ആരത്തിൻ്റെ അനുഭവപരമായ സൂത്രവാക്യം, അവിടെ m, ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ വോളിയത്തിന് അതിലെ ന്യൂക്ലിയോണുകളുടെ എണ്ണത്തിന് ആനുപാതികമായി വ്യാഖ്യാനിക്കാം. ന്യൂക്ലിയർ ദ്രവ്യത്തിൻ്റെ സാന്ദ്രത മാഗ്നിറ്റ്യൂഡിൻ്റെ ക്രമത്തിലാണ്, എല്ലാ അണുകേന്ദ്രങ്ങൾക്കും സ്ഥിരമാണ്. ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ പിണ്ഡം അതിൻ്റെ ഘടക ന്യൂക്ലിയോണുകളുടെ പിണ്ഡത്തിൻ്റെ ആകെത്തുകയേക്കാൾ കുറവാണ്, ഈ പിണ്ഡ വൈകല്യം ഇനിപ്പറയുന്ന ഫോർമുലയാൽ നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു. ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ കൃത്യമായ പിണ്ഡം മാസ് സ്പെക്ട്രോമീറ്ററുകൾ ഉപയോഗിച്ച് നിർണ്ണയിക്കാനാകും. ഒരു ആറ്റത്തിലെ ന്യൂക്ലിയോണുകൾ ഫെർമിയോണുകളും സ്പിൻ ഉള്ളവയുമാണ്. ഒരു ആറ്റത്തിൻ്റെ ന്യൂക്ലിയസിന് അതിൻ്റേതായ കോണീയ ആക്കം ഉണ്ട് - ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ സ്പിൻ - ന് തുല്യമാണ്, ഇവിടെ ഞാൻ ആന്തരിക (മൊത്തം) സ്പിൻ ക്വാണ്ടം സംഖ്യയാണ്.

ഞാൻ പൂർണ്ണസംഖ്യ അല്ലെങ്കിൽ അർദ്ധ-പൂർണ്ണസംഖ്യ മൂല്യങ്ങൾ സ്വീകരിക്കുന്ന സംഖ്യ മുതലായവ. ന്യൂക്ലിയർ കണികകൾക്ക് അവരുടേതായ കാന്തിക നിമിഷങ്ങളുണ്ട്, അത് ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ കാന്തിക നിമിഷത്തെ മൊത്തത്തിൽ നിർണ്ണയിക്കുന്നു. ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ കാന്തിക നിമിഷങ്ങളുടെ യൂണിറ്റ് ന്യൂക്ലിയർ മാഗ്നെറ്റൺ ആണ്: , ഇവിടെ e എന്നത് ഇലക്ട്രോൺ ചാർജിൻ്റെ കേവല മൂല്യവും പ്രോട്ടോണിൻ്റെ പിണ്ഡവുമാണ്. ഒരു ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ കറക്കവും ന്യൂക്ലിയസ് ഗൈറോമാഗ്നറ്റിക് അനുപാതവും ഉള്ള അതിൻ്റെ കാന്തിക നിമിഷവും തമ്മിൽ ഒരു ബന്ധമുണ്ട്. ന്യൂക്ലിയസിന് മുകളിലുള്ള പ്രോട്ടോണുകളുടെ വൈദ്യുത ചാർജിൻ്റെ വിതരണം പൊതുവെ അസമമാണ്. ഗോളാകൃതിയിലുള്ള സമമിതിയിൽ നിന്നുള്ള ഈ വിതരണത്തിൻ്റെ വ്യതിചലനത്തിൻ്റെ ഒരു അളവുകോലാണ് ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ ക്വാഡ്രുപോൾ വൈദ്യുത നിമിഷം Q. ചാർജ് സാന്ദ്രത എല്ലായിടത്തും ഒരുപോലെയാണെന്ന് അനുമാനിക്കുകയാണെങ്കിൽ, ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ ആകൃതിയിൽ മാത്രമാണ് Q നിർണ്ണയിക്കുന്നത്. വിപ്ലവത്തിൻ്റെ ദീർഘവൃത്താകൃതിയിലുള്ള ഒരു ന്യൂക്ലിയസിന്, , b എന്നത് സ്പിൻ ദിശയിലുള്ള ദീർഘവൃത്തത്തിൻ്റെ അർദ്ധ അക്ഷമാണ്; a - ലംബമായ ദിശയിൽ അർദ്ധ-അക്ഷം. സ്പിൻ ദിശയിൽ നീളമേറിയ ഒരു ന്യൂക്ലിയസിന്, b>a, Q>0. ഈ ദിശയിൽ പരന്ന ഒരു കാമ്പിന്, ബി

ന്യൂക്ലിയസ് നിർമ്മിക്കുന്ന ന്യൂക്ലിയോൺസ്ക്കിടയിൽ ന്യൂക്ലിയസിന് പ്രത്യേകമായ പ്രത്യേക ശക്തികളുണ്ട്, ഇത് പ്രോട്ടോണുകൾക്കിടയിലുള്ള കൂലോംബ് വികർഷണ ശക്തികളെ ഗണ്യമായി കവിയുന്നു. അവയെ ആണവശക്തികൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ആണവശക്തികൾ ശക്തമായ ഇടപെടലുകൾ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന വിഭാഗത്തിൽ പെടുന്നു. അണുശക്തികളുടെ അടിസ്ഥാന ഗുണങ്ങൾ:

1. വിഷം. ശക്തികൾ ആകർഷണ ശക്തികളാണ്;

2. വിഷം. ശക്തികൾ ഹ്രസ്വദൂരമാണ്;

3. വിഷം. ശക്തികളുടെ സ്വഭാവം ചാർജ് സ്വാതന്ത്ര്യമാണ്: രണ്ട് പ്രോട്ടോണുകൾക്കിടയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ന്യൂക്ലിയർ ശക്തികൾ, അല്ലെങ്കിൽ ഒരു പ്രോട്ടോണും ന്യൂട്രോണും, കാന്തിമാനത്തിൽ തുല്യമാണ്, അതായത്. ആണവശക്തികൾക്ക് വൈദ്യുതിയില്ല. പ്രകൃതി;

4. വിഷം. ശക്തികൾ സാച്ചുറേഷൻ സ്വഭാവമാണ്, അതായത്. ന്യൂക്ലിയസിലെ ഓരോ ന്യൂക്ലിയോണും അതിനോട് ഏറ്റവും അടുത്തുള്ള പരിമിതമായ ന്യൂക്ലിയോണുകളുമായി മാത്രം സംവദിക്കുന്നു;

5. വിഷം. പരസ്പരം ഇടപെടുന്ന ന്യൂക്ലിയോണുകളുടെ സ്പിന്നുകളുടെ പരസ്പര ഓറിയൻ്റേഷനെയാണ് ശക്തികൾ ആശ്രയിക്കുന്നത്;

6. വിഷം. ശക്തികൾ കേന്ദ്രമല്ല.

കേർണൽ മോഡലുകൾ.

1.ഡ്രോപ്ലെറ്റ് കോർ മോഡൽ ആണ് ആദ്യത്തെ മോഡൽ. ഒരു ന്യൂക്ലിയസിലെ ന്യൂക്ലിയോണുകളുടെ സ്വഭാവവും ഒരു തുള്ളി ദ്രാവകത്തിലെ തന്മാത്രകളുടെ സ്വഭാവവും തമ്മിലുള്ള സാമ്യത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ് ഇത്. അതിനാൽ, രണ്ട് സാഹചര്യങ്ങളിലും, ഘടകകണങ്ങൾക്കിടയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ശക്തികൾ - ദ്രാവകത്തിലെ തന്മാത്രകളും ന്യൂക്ലിയസിലെ ന്യൂക്ലിയോണുകളും - ഹ്രസ്വ ദൂരവും പൂരിതവുമാണ്. നൽകിയിരിക്കുന്ന ബാഹ്യ സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഒരു തുള്ളി ദ്രാവകം അതിൻ്റെ പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ സ്ഥിരമായ സാന്ദ്രതയുടെ സവിശേഷതയാണ്. അണുകേന്ദ്രത്തിലെ ന്യൂക്ലിയണുകളുടെ എണ്ണം കണക്കിലെടുക്കാതെ, ഏതാണ്ട് സ്ഥിരമായ നിർദ്ദിഷ്ട ബൈൻഡിംഗ് ഊർജ്ജവും സ്ഥിരമായ സാന്ദ്രതയുമാണ് ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ സവിശേഷത. ഡ്രോപ്പിൻ്റെ അളവും ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ അളവും കണങ്ങളുടെ എണ്ണത്തിന് ആനുപാതികമാണ്. ഈ മോഡലിലെ ന്യൂക്ലിയസും ഒരു തുള്ളി ദ്രാവകവും തമ്മിലുള്ള പ്രധാന വ്യത്യാസം ഇനിപ്പറയുന്നതാണ്: ന്യൂക്ലിയസിനെ ഒരു തുള്ളി വൈദ്യുതിയായി കണക്കാക്കുന്നു എന്നതാണ്. ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്‌സിൻ്റെ നിയമങ്ങൾ അനുസരിക്കുന്ന ചാർജ്ജ് ചെയ്യപ്പെടാത്ത ദ്രാവകം. ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ ഡ്രോപ്ലെറ്റ് മോഡൽ ന്യൂക്ലിയർ ഫിഷൻ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ സംവിധാനം വിശദീകരിച്ചു, പക്ഷേ പ്രോട്ടോണുകളുടെയും ന്യൂട്രോണുകളുടെയും മാന്ത്രിക സംഖ്യകൾ അടങ്ങിയ ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ വർദ്ധിച്ച സ്ഥിരത വിശദീകരിക്കാൻ കഴിഞ്ഞില്ല.

2. ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ ഷെൽ മോഡൽ, ന്യൂക്ലിയസിലുള്ള ന്യൂക്ലിയോൺ ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷനിൽ ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷൻ അനുമാനിക്കുന്നു. പോളി തത്വമനുസരിച്ച് നിറച്ച ലെവലുകൾ, ഈ ലെവലുകൾ പൂരിപ്പിക്കുന്നതുമായി ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ സ്ഥിരതയെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു. പൂർണ്ണമായും നിറച്ച ഷെല്ലുകളുള്ള ന്യൂക്ലിയസുകളാണ് ഏറ്റവും സ്ഥിരതയുള്ളതെന്ന് വിശ്വസിക്കപ്പെടുന്നു. ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ ഷെൽ മോഡൽ ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ സ്പിന്നുകളും കാന്തിക നിമിഷങ്ങളും, ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ വ്യത്യസ്ത സ്ഥിരത, അതുപോലെ തന്നെ പ്രകാശവും ഇടത്തരം അണുകേന്ദ്രങ്ങളും, അതുപോലെ തന്നെ ഭൂമിയിലെ ന്യൂക്ലിയസുകളെ വിവരിക്കാനും സാധ്യമാക്കി. ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസുകളുടെ ഗുണങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള പരീക്ഷണാത്മക ഡാറ്റയുടെ കൂടുതൽ ശേഖരണത്തോടെ, വിവരിച്ച മോഡലുകളുടെ ചട്ടക്കൂടിലേക്ക് യോജിക്കാത്ത പുതിയ വസ്തുതകൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ടു. ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ സാമാന്യവൽക്കരിച്ച മാതൃക, ന്യൂക്ലിയസിൻ്റെ ഒപ്റ്റിക്കൽ മോഡൽ മുതലായവ ഉടലെടുത്തത് അങ്ങനെയാണ്.

ന്യൂക്ലിയർ പ്രതികരണങ്ങൾ.

ആറ്റോമിക് ന്യൂക്ലിയസുകൾ പരസ്പരം അല്ലെങ്കിൽ പ്രാഥമിക കണങ്ങളുമായുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം മൂലമുണ്ടാകുന്ന പരിവർത്തനങ്ങളാണ് ന്യൂക്ലിയർ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ.

സാധാരണഗതിയിൽ, ന്യൂക്ലിയർ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളിൽ രണ്ട് അണുകേന്ദ്രങ്ങളും രണ്ട് കണങ്ങളും ഉൾപ്പെടുന്നു. ഒരു ന്യൂക്ലിയസ്-കണിക ജോടി പ്രാരംഭ ജോഡിയാണ്, മറ്റേ ജോഡി അവസാനത്തേതാണ്.