05В01110 «Информатика» мамандығы бойынша оқитын 3 курс студенттеріне арналған физика пәнінің оқу-әдістемелік кешені

Ядролық күштердің негізгі қасиеттері:

1. Ядролық күштер аз қашықтықта әсер етеді. Олардың әсерлік радиусы шамамен 1ферми (10^-15 м ).

2. Олар зарядқа тәуелді емес, яғни екі протонның, екі нейтронның немесе протон мен нейтронның әсерлесу күштері бірдей.

3. Ол күштердің қанығу қасиеттері бар, яғни, әрбір нуклон саны шектеулі басқа нуклондармен ғана әсерлеседі.

4. Ядролық күштер әсерлесетін нуклондардың спиндерінің бағыттарына тәуелді.

Мысалы, протон мен нейтроннан тұратын ₁Н² изотопы олардың спиндері параллель болғанда ғана дейтрон ядросын құрайды.

5.Ядролық күштер орталық күштер емес, яғни нуклондардың центрлерін қосатын сызықтар бойынша әсерлеспейді.

Ядролық күштердің алмасулық сыйпаттамалары бар. Бүгінгі көзқарастар бойынша нуклондар өзара виртуал π-мезондармен- ядролық өріс кванттарымен алмасады. Мұндай гипотезаны бірінші рет 1935 ж. жапон физигі Х.Юкава айтты, ол 1947 ж. Оккиалини мен Поуэлл тәжірибелерімен дәлелденді.

Виртуал процестер нәтижесінде нуклон виртуал π-мезондардың ядролық өріс бұлтымен қоршалған сияқты:

Нуклондар арасындағы алмасулық әсерлесуді виртуал процестермен суреттеуге болады:

Күшті өзара әрекеттің өте күрделілігіне байланысты осы уақытқа дейін атомдық ядроның қалыптасқан теориясы жоқ. Көптеген ядро модельдерінің ішіндегі екеуіне ғана тоқталамыз: тамшылы және қабықшалар модельдері.

Бор мен Френкельдің (1936) тамшылы моделі ядродағы нуклондар мен сұйық тамшысындағы молекулалардың арасындағы ұқсастыққа негізделген – аз қашықтықта әсерлесу, қанығу қасиеті, тұрақты тығыздық, көлемнің бөлшектердің санына пропорционалдығы. Бұл модель ядроның байланыс энергиясының формуласын алуға мүмкіндік берді және ядролардың бөліну реакциясын түсіндіре алды. Бірақ ол сиқырлы санды (2,8,20,28,50,82,126) нуклондары бар ядролардың аса орнықтылығын түсіндіре алмады.

Мария Гепперт-Майер және басқалардың (1949) қабықшалар моделінде нуклондар дискретті энергиялық деңгейлерде Паули принципі бойынша орналасады. Деңгейлерден қабықшалар жасалады, оларда саны анықталған нуклондар ғана орналаса алады. Қабықшалары толық толтырылған ядролар аса орнықты болады. Сонымен қатар, осы модель ядролардың спиндерінің және магниттік моменттерінің бар болатынын, ядролардың қасиеттері периодты түрде өзгеретінін түсіндірді.