ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Исторический очерк развития ядерной физики из "Основы ядерной физики " Ядерная физика — молодая наука, однако в истории ее развития можно выделить несколько периодов. [c.9] Непосредственной предысторией ядерной физики можно считать годы от открытия периодического закона Д. И. Менделеева до открытия радиоактивности (1869—1895). Периодическая система элементов Менделеева выражала сложность строения атома, заключала в себе связь тогда еще не известных науке основных характеристик атомного ядра—его электрического заряда и массы. [c.9] Однако D этот период в науке еще не было понятия атомного ядра, и она не располагала ни опытными, ии теоретическими данными о каких-либо ядерных явлениях. [c.9] В 1896 г. Анри Веккерель впервые обнаружил очень важное ядерное явление — радиоактивность урана. Физическая сущность этого явления Беккерелю и другим физикам того времени вначале была непонятна, но оно вызвало живой интерес в научных кругах. Французские физики Пьер Кюри и Мария Кюри-Склодовская попытались выяснить зависимость характера излучения, испускаемого ураном, от внешних условий температуры электрических и магнитных полей и т. д. Исследования показали, что названные внешние факторы не влияют на характер радиоактивности урана, т. е. радиоактивность — это особое свойство атомов урана. [c.9] Отметим, что в этот же период Дж. Дж. Томсоном, после оригинальных исследований свойств катодных лучей (открытых еще в 1879 г.), было установлено, что катодные лучи представляют собой поток отрицательно заряженных частиц — электронов. В этих опытах Томсон установил, что масса электрона меньше одной тысячной доли массы атома водорода. Сообщение о проведенных опытах было сделано Дж. Дж. Томсоном 29 апреля 1897 г. Эту дату и принимают за дату открытия первой элементарной частицы — электрона, хотя соображения о существовании таких частиц высказывались еще раньше. [c.10] Экспериментальное открытие электрона, радиоактивности, термоэлектронной эмиссии (испускание нагретыми металлами электронов), фотоэффекта (вырывание электронов из металлов под действием света) и других явлений — все это указывало на то, что атом вещества является сложной системой, построенной из более мелких частиц. Перед физикой встала проблема строения атома. Как устроен атом Первая (статическая) модель атома была предложена в 1903 г. Дж. Дж. Томсоном, согласно которой положительный заряд и масса распределены равномерно по всему атому, имеющему форму сферы радиуса 10 м. Отрицательные электроны расположены внутри этой сферы, образуя некоторые конфигурации, и взаимодействуют с отдельными ее элементами по закону Кулона. Электроны в атоме пребывают в некоторых равновесных состояниях. Если электрон получает малое смещение, то возникает квазиупругая сила — и электрон начинает совершать колебания около рав1Ювесного положения и излучать световые волны. Хотя модель Томсона объясняла некоторые явления, все же вскоре выяснилась ее несостоятельность. [c.10] Многие основные понятия ядерной и атомной физики обязаны своим возникновением исследованию радиоактивности. Этими исследованиями был богато наполнен рассмотренный период. [c.11] В эти годы перед физикой встала проблема об источниках частиц больших энергий, которые необходимы для дальнейшего изучения тайн атомного ядра. Многие физики обращаются к вопросу об искусственном ускорении заряженных частиц. В 1929—1931 гг. разрабатывается и был построен электростатический ускоритель Ван-де-Граафа. В 1930—1932 гг. Э. Лоуренс разрабатывает и строит первый циклотрон. [c.11] Вслед за открытием нейтрона Д. Д. Иваненко и независимо В. Гейзенберг выдвинули гипотезу о нейтронно-протонном строении атомных ядер, которая заменила прежнюю гипотезу об электронно-протонном строении ядер. [c.12] Наряду с решением вопроса о составе атомного ядра большое значение пмеет вопрос о силах, действующих между составными частицами в атомном ядре. Физики И. fe. Тамм, Д. Д. Иваненко и спустя год X. Юкава предпринимают попытку создания теории ядериых сил. [c.12] В этот период продолжается изучение явления радиоактивности. В 1934 г. И. Кюри и Ф. Жолио-Кюри открыли явление искусственной радиоактивности, имеющее большое теоретическое и практическое значение. В том же году Э. Ферми создает теорию [i-pa -пада и открывает явление искусственной радиоактивности, вызванное нейтронами, исследует свойства медленных нейтронов. [c.12] В 1937 г. К. Андерсон и С. Неддермейер открыли в составе космических лучей 1-частицы ( л , с массой около 200 электронных масс, эти частицы были названы мю-мезонами. Сразу же была обнаружена нестабильность fi-частиц, время их жизни составляет 2,2-UF сек. Несколькими годами раньше (1933) было открыто явление превращения жесткого гамма-кванта в пару электрон—позитрон ( рождение пар ) и обратное явление превращения пары электрон—позитрон в жесткие гамма-кванты ( исчезновение пар ). В этих явлениях физика встретилась с новой очень важной проблемой— с проблемой взаимопревращаемости элементарных частиц. [c.12] С 1943 г. правительство США всю работу своих учеиых-атомщиков направило исключительно ка военные цели, окружив ее строгой секретностью. К лету 1945 1. было получено достаточное количество расщепляемых ядерных материалов, с помощью которых можно было осуществить взрывную цепную ядерную реакцию. 16 июля 1945 г. в штате Нью-Мексико (США) была взорвана первая атомная бомба с опытными целями. 6 августа 1945 г. американскими войсками была сброшена атомная бомба на японский город Хиросима. 9 августа 1945 г. ими же сброшена атомная бомба на го]ЮД Нагасаки. [c.13] В октябре 1956 г. в Англин (в Кордел-Холле) пущена АЭС мощностью 92 тыс. кет. В последующие годы построены и пущены другие подобные АЭС. [c.13] В 1955 г. Р. Хофштадтер с сотрудниками проводят исследование по определению электромагнитной структуры протона, нейтрона и атомных ядер. [c.14] В пятидесятые годы бурно развиваются новые, более совершенные методы регистрации частиц — метод пузырьковой камеры и эмульсионной камеры. [c.14] В шестидесятые годы были открыты резонансы — квазичастицы (короткоживущие образования, возникающие при взаимодействии элементарных частиц), проводится интенсивное их исследование. Было доказано существование двух видов нейтрино и антинейтрино, обнаружена симметрия в свойствах сильно взаимодействующих частиц и резонансов. [c.14] Вернуться к основной статье