Проблема устойчивости атомных ядер. Радиоактивность. Естественная и искусственная радиоактивность. Типы радиоактивных распадов. Термоядерные реакции, Проблема устойчивости атомных ядер - Естественнонаучная картина мира

Проблема устойчивости атомных ядер

Принято, что атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Единственное ядро, состоящее из одного протона - ядро атома водорода. В начале периодической таблицы Менделеева количество протонов примерно равно количеству нейтронов. Ближе к концу периодической таблицы соотношение составляет один протон на два нейтрона. Каждый элемент имеет свой положительный заряд, вокруг ядра на орбиталях вращаются электроны, число которых равно заряду ядра. Заряженные протоны в ядре отталкивают друг друга, а гравитационное взаимодействие существенно слабее и не в состоянии их удержать в ядре. Соответственно возникла проблема устойчивости ядра, и тогда придумали, что нуклоны (протоны и нейтроны) удерживаются в ядре сильным взаимодействием.

Электромагнитная теория устойчивости атомного ядра

Если из начальной теории убрать допущение, что заряд ядра равен номеру элемента в периодической таблице Менделеева, то проблема устойчивости атомного ядра решается без придуманного сильного взаимодействия. В этой теории все электроны, кроме валентных, находятся внутри ядра, удерживая протоны. Учитывая, что масса нейтрона больше масс в сумме протона и электрона, приходим к выводу, что в легких ядрах вообще нет нейтронов. Рассмотрим ядро дейтерия, два протона находятся на расстоянии чуть меньше, чем радиус электрона. Поскольку сила Кулоновского взаимодействия обратно пропорциональна квадрату расстояния, то электрон притягивает два протона, при этом потенциальная энергия системы значительно меньше, чем если бы эти частицы были бы в не ядра. Эта потенциальная энергия выделяется в виде фотонов. Устойчивость системе придает обстоятельство, что протон и электрон имеют спин, т. е. вращаются вокруг собственной оси и для вхождении протона в электрон требуется энергия для образования электромагнитного поля (т. е. частицы начинают отталкивать друг друга).Поскольку между двумя протонами может поместиться только один электрон, то электрон становиться валентным и находиться вне ядра.

Похожие статьи




Проблема устойчивости атомных ядер. Радиоактивность. Естественная и искусственная радиоактивность. Типы радиоактивных распадов. Термоядерные реакции, Проблема устойчивости атомных ядер - Естественнонаучная картина мира

Предыдущая | Следующая