А
79
∑
АБСОЛЮТ БЕЙТАРАП БӨЛШЕК – АЭРОСТАТИКА
116
117
сының спині бүтіннің жартысына, яғ-
ни ½-тең. Сондықтан азот ядросының
спині бүтіннің жартысына тең болуы
керек еді, тәжірибелік мәліметтер
(оптикалық молекулалық спектрлер)
бойынша әлгі спин 1-ге тең болған).
Атом ядросының құрамы 1932 ж.
ағылшын физигі Дже-ймс
Чэдвиктің
(Чедвиктің) (1891 – 1974)
нейтрон-
ды (спині ½-ге тең) ашқанынан соң
анықталды. Атом ядросының про-
тондар мен нейтрондардан құралғаны
туралы идеяны 1932 ж. кеңес физигі
Дмитрий
Иваненко (1904 – ?) айтқан
болатын. Іле-шала осы идеяны 1932 ж.
неміс физигі Вернер
Гейзенберг (1901 –
1976) дамытқан. Осыдан кейін ядроның
протондық-нейтрондық құрамы ғылыми
тәжірибелермен расталған.
Атом ядросындағы протондар саны (Z) элементтің атомдық нөмірін немесе
оның элементтердің периодтық жүйесіндегі орнын анықтайды. Атом ядросындағы
нуклондар саны массалық сан (А) деп аталған, протондар саны ядроның зарядына
(Z) тең. Атом ядросындағы нейтрондар саны Z. N=А–Z. Қазіргі кезде 104 тұрақты
химиялық элемент белгілі екендігін ескерсек, саны 1-ден 104-ке дейін, ал массалық
сан (А) 257-ге дейін өзгереді. Протондар саны Z бірдей, ал нуклондар саны А әр
түрлі ядролар изотоптар деп аталған. Сол сияқты массалық саны А әр түрлі, ней-
трондар саны (N) бірдей, бірақ электр зарядтары әртүрлі атом ядролар
изотондар,
ал массалық саны бірдей, бірақ электр зарядтары әртүрлі болатын атом ядролары
и з о б а р а л а р деп аталған.
Нуклондарды ядрода ұстап тұратын –
ядролық күштер. Бұл күштер
физикадағы белгілі күштер арасындағы ең қарқындысы болып табылады. Ядродағы
екі протон арасындағы әсер ететін ядролық күштер бұлардың арасындағы
электрстатикалық өзараәсерлесуден жүз есе қарқынды. Ядролық күштердің
изотоптық инварианттылығы, яғни нуклондардың зарядтық күйлеріне тәуелсіздігі
ядролық күштердің маңызды қасиеті болып табылады; егер осы бөлшектер
жұптарының салыстырмалы қозғалыстарының күйлері мен олардың спиндік
Протондар мен нейтрондардан құралған
атомдардың ядролары әртүрлі радиоактивті
үш сәуле: гамма-сәуле, электрондар, оң заряд-
талған альфа-бөлшектер шығарып біріне бірі
айнала алады (протондар мен нейтрондар
дөңгелектермен, гамма-сәуле жебелі ирек-ирек
сызықпен белгіленген).
А
79
∑
АБСОЛЮТ БЕЙТАРАП БӨЛШЕК – АЭРОСТАТИКА
116
117
күйлері бірдей болса, онда осы екі әсерлесулер бірдей болады. Ядролық күштердің
қарқындылығы нуклондар аралығындағы қашықтыққа, олардың спиндерінің
орналасу бағдарына, спиндердің орбиталық моменттеріне және бір бөлшектен
екінші бөлшекке қарай сызылған радиус-векторға байланысты. Осыған сәйкес
ядролық күштер: орталық күштер, спин-спиндік, спин-орбиталық және тензорлық
күштерге ажыратылады.
Ядролық күштер белгілі бір әсер ету радиусымен сипатталады, ол нуклон-
дардың ядролық өзараәсерлесу кезінде алмасатын π-мезондардың
комптондық
толқындар ұзындығымен анықталады.
Ядроның өлшемі оның құрамындағы нуклондардың санына тәуелді. Яд-
родағы нуклондар санының орташа тығыздығы бүкіл көп нуклонды ядролар (А>10)
үшін іс жүзінде бірдей. Ядроның көлемі нуклондар санына (А) пропорционал, ал
оның сызықтық өлшемі А
1/3
-ке пропорционал. Ядроның эффектілі радиусы (R):
R = aА
1/3
, мұндағы a – тұрақты шама ядролық күштер әсерінің радиусына (R)
жуықтау және
R-дің қандай физикалық құбылыстарда өлшенетіндігіне тәуелді.
Ядролық заттың тығыздығы әдеттегі заттардың тығыздығымен салыстыр-
ғанда аса үлкен – жуық шамамен 10
14
г/см
3
. Кейде ядроға бір немесе екі нуклон
қосылғанда оның өлшемі ядроның құрылымына байланысты иррегулярлы (ла-
тын сөзі: – «дұрыс емес» деген мағына береді) болады. Дербес жағдайда ядроның
радиусы екі немесе одан көп нейтрондар қосылғанда ұзармай, керісінше
қысқарады.
Ядроны жекелеген нуклондарға ыдырату (бөлу) үшін белгілі бір энергия
шығындау қажет, осы энергия –
ядроның байланыс энергиясы (
ࣟ
байл
) деп
аталған. Байланыс энергия ядро құрамына енетін нуклондардың массаларының
қосындылары мен ядро массаларының айырымын жарық жылдамдығының екінші
дәрежесінің көбейтіндісіне тең, яғни:
ࣟ
байл
=(
Zm
p
+Nm
n
–M)c
2
, мұндағы m
p
, m
n
және
M – протонның, нейтронның және ядроның массалары. Атом ядросының ерек-
шелігі ядроның байланыс энергиясы (
ࣟ
байл)
жуық шамамен ядродағы нуклондар
санына пропорционал болады.
ࣟ
байл
/
А – меншікті байланыс энергиясы
массалық
сан (А) өзгерген кезде шамалы ғана өзгереді [меншікті байланыс энергиясы
(
ࣟ
байл
/А) көпшілік ядролар үшін
ࣟ
байл
/А≈6–8 МэВ]. Осы қасиет
қаныққан ядролық
күш деп аталған.
Атомның ядросы энергиялары бойынша бір-бірінен айырмашылығы болатын
белгілі бір дискретті кванттық күйлерде бола алады. Ядролық күйлердің маңызды
кванттық сипаттамалары – спин (І) және
жұптылық (
Р). Спин
І (бірлігі бойын-
ша) – массалық саны (А) жұп ядро үшін бүтін сан және А тақ болған кезде бүтіннің
