Η δομή του ατομικού πυρήνα: την ιστορία της και τις σύγχρονες προδιαγραφές

Η δομή του ατομικού πυρήνα είναι ένα από τα βασικά προβλήματα της σύγχρονης επιστήμης. Συνεχώς κατασκευάζονται σε αυτόν τον τομέα πειράματα επέτρεψε στους επιστήμονες όχι μόνο έναν υψηλό βαθμό ακρίβειας για να καθορίσουν τι συνιστά άτομο, αλλά και χρησιμοποιούν ενεργά αυτή τη γνώση σε διάφορες βιομηχανίες και να δημιουργήσουν νέα μοντέλα των όπλων.

Το ζήτημα της δομής όλων των πραγμάτων στον πλανήτη ενδιαφερόμενοι επιστήμονες από αμνημονεύτων χρόνων. Για παράδειγμα, στην αρχαία Ελλάδα Ορισμένοι επιστήμονες πιστεύουν ότι στη δομή της ύλης είναι μία και αδιαίρετη, και τους αντιπάλους τους, επέμεινε ότι το θέμα είναι διαιρετό και αποτελείται από μικροσκοπικά σωματίδια - τα άτομα, και ως εκ τούτου οι ιδιότητες των διαφόρων θεμάτων, έτσι διαφορετικοί ο ένας από τον άλλο.

Θεαματική στη μελέτη της μοριακής δομής εμφανίστηκε στο XVIII αιώνα, όταν τα έργα της MV University, Lavoisier, D. Dalton, Α Avogadro θεμελιώθηκε ατομική μοριακή θεωρία, σύμφωνα με την οποία όλα τα φυσικώς αποτελείται από μόρια, και εκείνων που με τη σειρά του, από αδιαίρετα σωματίδια - τα άτομα, των οποίων η αλληλεπίδραση με το άλλο και καθορίζει βασικές ιδιότητες των διαφόρων ουσιών.

Ένα νέο στάδιο στη μελέτη της δομής των μορίων και ατόμων έρθει στο τέλος του ΧΙΧ αιώνα, όταν Ε Rutherford και αρκετές άλλες επιστήμονες έχουν κάνει μια ανακάλυψη που οδήγησε στην δομή του ατόμου και του ατομικού πυρήνα εμφανίζεται σε ένα εντελώς νέο φως. Έτσι, διαπιστώθηκε ότι το άτομο δεν είναι ένα αδιαίρετο σωματίδιο, αντιθέτως, ότι αποτελείται από ακόμη μικρότερα συστατικά - πυρήνα και ηλεκτρόνια, τα οποία κινούνται γύρω από αυτό σε μπερδεμένη τροχιές. Σύνολο ουδέτερο άτομο οδήγησε στο συμπέρασμα ότι τα ηλεκτρόνια έχουν αρνητικό φορτίο, τα στοιχεία θα πρέπει να εξισορροπηθεί με θετικό φορτίο. Όπως αποδείχθηκε, δεν υπάρχουν αυτά τα στοιχεία: αυτά είναι που ονομάζεται ɑ-σωματίδια, ή πρωτόνια.

Η σύγχρονη επιστημονική γνώση δείχνουν ότι η δομή του ατομικού πυρήνα είναι πολύ πιο περίπλοκη από ό, τι φαίνεται, ακόμη και εκατό χρόνια πριν. Έτσι, σήμερα είναι γνωστό ότι ο πυρήνας ενός ατόμου περιλαμβάνει όχι μόνο τα πρωτόνια, αλλά τα σωματίδια δεν έχουν ένα τέλος - νετρόνια. Συλλογικά, τα πρωτόνια και τα νετρόνια ονομάζονται νουκλεόνια. Δεδομένου ότι η μάζα νετρονίων μόνο 0,14% υψηλότερη από την μάζα του πρωτονίου, τότε τυπικά ο υπολογισμός της διαφοράς αυτής παραμελείται.

Οι διαστάσεις του πυρήνα είναι εντός 10-12 και 10-13 cm. Έτσι, παρά το γεγονός ότι είναι συγκεντρωμένη στον πυρήνα του περισσότερο από 95% ατομικό βάρος των μεγεθών ατόμου του εκατό χιλιάδες φορές το μέγεθος του πυρήνα.

Σημαντικές ποσοτικά χαρακτηριστικά που χαρακτηρίζουν τη δομή του ατομικού πυρήνα μπορεί να εξαχθεί από τον περιοδικό πίνακα DI Μεντελέγιεφ. Όπως είναι γνωστό, ο αριθμός των πρωτονίων στον πυρήνα είναι ίσο με το άθροισμα των σε τροχιά ηλεκτρονίων και αντιστοιχεί στον αριθμό των στοιχείων στον πίνακα. Για να γνωρίζουμε τον αριθμό των νετρονίων είναι αναγκαία, διότι η συνολική μάζα του στοιχείου να αφαιρούν τον αριθμό και στρογγυλοποιείται στον πλησιέστερο ακέραιο αριθμό. Ουσίες που έχουν τον ίδιο αριθμό πρωτονίων και ο αριθμός των νετρονίων είναι διαφορετικά ονομάζονται ισότοπα.

Ένα από τα πιο σημαντικά ερωτήματα που τίθενται από τους επιστήμονες μελετούν τη δομή του πυρήνα, υπήρξε μια ερώτηση σχετικά με τις δυνάμεις που συγκρατούν τα πρωτόνια, γιατί, με το ίδιο φορτίο, πρέπει να απωθούνται. Μελέτες έχουν δείξει ότι η απόσταση μεταξύ των πρωτονίων στον πυρήνα είναι τόσο μικρή που απλά δεν τίθεται άπωση μεταξύ τους. Επιπλέον, βιόντα οι οποίοι είναι τοποθετημένοι μεταξύ πρωτονίων στενή αλληλεπίδραση και την προώθηση έλξη σταθερή μετά το άλλο.

Η δομή του ατομικού πυρήνα είναι ακόμα κρύβει πολλά μυστήρια. Είναι το κλειδί όχι μόνο για να βοηθήσει την ανθρωπότητα να κατανοήσουν καλύτερα τη συσκευή του κόσμου, αλλά και να κάνει ένα ποιοτικό άλμα στον τομέα της επιστήμης και της τεχνολογίας.