2. Аралық көлем реті мен атомдық-молекулалық және ядролық процестер үшін энергия.

Атомдық және ядролық физикада бір бөлшекке келген өте үлкен энергия және өте аз ара қатынаста шыққан құбылыс зерттеледі. Аралықтың жоғарғы шекарасында атом мөлшері болады, шамамен 10^-10 м. Төменгі шекарада атомдағы электрондық байланыс энергиясы деп санауға болатын бөлек микробөлшектің энергиясы болады, шамамен 10÷100 эВ.

Өлшеу бірлігі. Негізгі уақыт бірлігі барлық физикада секунд болып табылады. Атомдық және ядролық физикада секундтың өте аз бөлігі қолданылады: микросекунд және наносекунд. Ұзындықтың негізгі бірлігі – 1 метр. Атомдық физикада микрометр, нанометр, ангстрем жиі қолданылады (1 Å = 10 ^-10 м). Ядролық физикада жүйеден тыс бірлік- ферми қолданылады: 1 ферми = 10^-15 м. Атомдық ядроның мөлшеріне көлем реті жақын болғандықтан бұл бірлік ыңғайлы.

Энергия үшін бір жүйеден тыс бірлік- электронвольт: 1 эВ = 1,6∙ 10^-19 Дж қолданылады.

Массаның атомдық бірлігі- массаның жүйеден тыс бірлігі. 1 а.е.м. 1/12 көміртектің атомдық изотопына тең. 1 а.е.м. кг.

1.3 Ядро мен нуклондар массасы

Ядро ядролық күшпен байланысқан протондар мен нейтрондардан тұрады. Сандық негіздің характеристикасына қалыпты ядродағы: заряд, масса, радиус, механикалық және магниттік момент, қозған күйдегі спектр, нақтылық және квадрупольдық моментті жатқызуға болады. Қалыпсыз, сонымен қатар ядролық радиоактивтілік қосымша өмір уақытын, радиоактивтілік ауысудың типін, бөлшектің түсу энергиясын және басқа да арнайы қасиеттерге жақындықтары туралы сипатталып ары қарай айтылатын болады

Егер массаның атомдық бірлігінде ядроның массасын өлшейтін болсақ, онда массалық сан деп аталатын А атомдық санға бөлінген протонның массасына жақын болуы керек. Егер ядро заряды Z , массалық сан А болса, онда ядро құрамына Z протондар және А- Z нейтрондар кіреді. Ядро құрамындағы нейтрондар саны негізінде N = A – Z болады.

Ядродан тұратын протондар мен нейтрондардың қасиетін қарастырайық.

Масса. Электронның массалық бірлігі: m_p = 1836.1 m_e. протон массасы, нейтрон массасы m_n = 1838.6 m_e. Атомның массалық бірлігінде: протон массасы m_p = 1,00759 a.e.м., нейтрон массасы m_n = 1,00898 а.е.м.

Энергиялық бірлікте: тыныштықтағы протонның массасы m_p = 938,3 МэВ, тыныштықтағы нейтрон массасы m_n = 939,6 МэВ.

.Электрлік заряд. q -параметр, электрлік өріспен сипатталатын болшектің өзара әрекеттесуі электронның заряд бірлігінде туындайды q_e = -e, где е = 1,6·10^-19 Кл. Барлық қарапайым бөлшектер о-ге немесе ±е тең болып зарядталады.

Спин. Протондар мен нейтрондар спины ½ -ға тең. Екі бөлшек те фермиондар болып саналады, және Ферми-Дирак статистикасына бағынады, Паули принципымен зерттеледі.

Магнитті момент. Протондар мен нейтрондардың магниттік моменті эксперименттік жұмыс нәтижесінде көрсетілді:

= +2,792763 _,

= -1,913148 _,

мұндағы Дж/Тл,

мұндағы М_В – Бор магнетоны.

– магниттік момент бірлігі болып табылады және ядролық магнетон деп аталады.

Эксперименттік мән қатынасы және 3/2-ге тең екендігі белгілі.