Свойства нуклонов протоны и нейтроны

СВОЙСТВА НУКЛОНОВ ПРОТОНЫ И НЕЙТРОНЫ [c.38]

Свойства нуклонов протоны и нейтроны 39 [c.39]

Дальнейшим плодотворным применением идей КТП явилась работа X. Юкавы (1935), к-рый, развивая идеи И. Е, Тамма и Д. Д. Иваненко, предположил существование взаимодействия между полем нуклонов (протонов и нейтронов) и полем новых частиц — мезонов. Ядерные силы между нуклонами, согласно этой гипотезе, возникают в результате обмена нуклонов мезонами, а короткодействующий характер ядерных сил объясняется наличием у мезонов сравнительно большой массы покоя. Мезоны с предсказанными свойствами (пионы) были обнаружены в 1947, а взаимодействие их с нуклонами оказалось частным проявлением т.н. сильных взаимодействий. [c.317]

Частицы, принадлежащие к одному зарядовому мультиплету можно рассматривать как различные зарядовые состояния одной и той же частицы Такой подход впервые был предложен Гейзенбергом в связи с изучением свойств ядерных взаимодействий. Для того чтобы описать два возможных состояния нуклона протон и нейтрон, — образующих изотопический дублет, им чисто формально было введено понятие об изотопическом спине т (см. 10). [c.253]

Ядерные силы обладают свойством зарядовой независимости или изотопической инвариантностью, выражающейся в том, что величина ядерных сил не зависит от электрического заряда взаимодействующих нуклонов. Это означает, что ядерные силы между двумя протонами (р р), или между двумя нейтронами (и—п), или между протоном и нейтроном (р—п), одинаковы по величине, [c.136]

Свойства протона и нейтрона по отношению к сильным взаимодействиям совершенно одинаковы, чем, по-видимому, и объясняется близость их масс. Поэтому в ядерной физике часто используется термин нуклон, обозначающий любую частицу, входяш,ую в состав ядра, — как протон, так и нейтрон. Можно сказать, что протон и нейтрон являются двумя состояниями одной и той же частицы — нуклона. Более глубокий смысл введения понятия нуклона будет выяснен ниже в гл V, 6. [c.34]

МэВ. Для полной энергии связи а-частицы из аналогичных соображений получается величина 9 МэВ, так как в а-частице имеются 4 п—р-связи. Учет спиновых зависимостей может только уменьшить, причем примерно вдвое, эти цифры, поскольку, как мы увидим ниже, в дейтроне спины протона и нейтрона параллельны, а при антипараллельных спинах связанное состояние отсутствует. Мы видим, что наши оценки резко расходятся с опытными данными. Причина этого расхождения заключается в том, что наши рассуждения чересчур классичны. Мы не учли ни волновых свойств протона и нейтрона, ни вероятностного характера состояний квантовых физических систем. Проследим влияние квантовых закономерностей на структуру дейтрона. Предварительно заметим, что в квантовой механике, так же как и в классической, относительное движение двух нуклонов можно рассматривать (см. приложение I) как движение в поле сил протонно-нейтронного потенциала одной частицы с приведенной массой т ри , равной половине массы нуклона [c.172]

Основой Я. с. является сильное взаимодействие нуклонов. Сильное взаимодействие нуклонов в ядрах отличается от взаимодействия свободных нуклонов, однако последнее -является фундаментом, на к-ром строится вся ядерная физика и теория Я. с. Это взаимодействие обладает изотопической инвариантностью. Суть её в том, что взаимодействие между 2 нейтронами, 2 протонами или между протоном и нейтроном в одинаковых квантовых состояниях одинаково. Поэтому можно говорить о взаимодействии между нуклонами, не уточняя, о каких нуклонах идёт речь (см. также Изотопическая инвариантность ядерных сил). Я. с. являются короткодействующими (радиус их действия 10 см) и обладают свойством насыщения, к-рое заключается в том, что с увеличением числа нуклонов в ядре уд. энергия связи нуклонов остаётся примерно постоянной (рис. 1). Это приводит к возможности существования ядерной материи. [c.670]

При помощи шариков, изображающих протоны и нейтро ны, мы уже познакомили читателя со строением ядра, которое состоит из нуклонов. Рассмотрим теперь свойства протонов и нейтронов. [c.38]

Это свойство ядерных сил носит фундаментальный характер и указывает на глубокую симметрию, существующую между двумя частицами протоном и нейтроном. Оно получило название зарядовой независимости (или симметрии) и позволило рассматривать протон и нейтрон как два состояния одной и той же частицы — нуклона. [c.71]

Таким образом, у нуклона есть некоторая дополнительная внутренняя степень свободы —зарядовая — по отношению к которой возможны два состояния протон и нейтрон. Это аналогично спиновым свойствам частиц спин является также дополнительной к движению в пространстве внутренней степенью свободы частицы, по отношению к которой электрон (или нуклон) имеют только два возможных состояния. Последовательное квантовомеханическое [c.71]

Для того чтобы характеризовать состояние нуклона в ядре, Гейзенберг ввел чисто формально понятие об изотопическом спй-не/ г, который по аналогии с квантовыми числами I и 5 должен определять число вырожденных состояний нуклона, равное (2т-И). Слово изотопический выражает тот факт, что протон и нейтрон близки по своим свойствам (изотопы — одинаковые по химическим свойствам атомы, отличающиеся числом нейтронов в ядре). [c.73]

Ядерные силы не зависят от электрических зарядов взаимодей-ствуюш их частиц, т.е. силы взаимодействия между (р,р), (гг, гг) или п,р) одинаковы. Это свойство ядерных сил носит название зарядовой независимости (симметрии). Согласно этому свойству протон и нейтрон можно рассматривать как два состояния одной и той же частицы — нуклона. [c.496]

Протон и нейтрон по многим свойствам сходны друг с другом. Действительно, массы протона и нейтрона приблизительно равны. Различие их не превышает (1,3 МэВ), т. е. меньше 0,15%. Спины их одинаковы. Оба нуклона являются главными составными частями любого атомного ядра, причем в процессе р-распада они могут переходить друг в друга, оставаясь в составе атомного ядра. [c.52]

И СПИНОВЫХ состояниях, одинаково, и при рассмотрении ядерных взаимодействий протон можно заменить нейтроном и наоборот. Формально это свойство ядерных сил описывается введением новой характеристики—вектора изотопического спина Т, значение которого (1/2) характеризует нуклоны обоих типов. В этой схеме протон отличается от нейтрона знаком проекции вектора изотопического спина для протона она равна +1/2, для нейтрона —1/2. Таким образом, протон и нейтрон образуют дублет частиц с Т=1/2. Независимость ядерного взаимодействия от электрического заряда в этой схеме означает его независимость от проекции т. е. [c.231]

Остановимся кратко на предсказаниях модели оболочек относительно спинов ядер, пребывающих в основном состоянии. При застройке оболочек нуклоны объединяются в пары с противоположной ориентацией их собственных моментов количества движения (спинов). Поэтому основные состояния всех ядер с четным числом протонов и четным числом нейтронов должны иметь сферически симметричные состояния с нулевым моментом количества движения. В 17, 18 отмечалось, что этот вывод в то же время является важнейшим эмпирическим фактом, и, по-видимому, неизвестно ни одного исключения из этого правила. Отсюда следует вывод о том, что свойства (спин, магнитный момент и др.) основного состояния ядра, построенного из нечетного числа протонов и четного числа [c.190]

П4.4.1. Свойства нейтрона. Масса нейтрона больше суммы масс протона и электрона > тПр + тПе. В свободном состоянии при среднем времени жизни порядка 17 минут нейтрон распадается на протон, электрон и антинейтрино п р + е Внутри ядра образование нейтрона возможно за счет дополнительной энергии, со-обш аемой протону другими нуклонами ядра р гг + + I/. [c.508]

Для ядер с нечетным числом нуклонов ее прогнозы о времени жизни и энергии альфа-частиц всегда очень неопределенны. Если в ряду четных ядер (число протонов и число нейтронов — четные) эти свойства изменяются закономерно, то у нечетных картина совсем иная исключений из правила почти столько же, сколько правильных ядер. Естественно, что неопределенность теоретических оценок затрудняет поиски нечетных элементов и изотопов. [c.222]

МАССОВОЕ ЧИСЛб — суммарное число А нуклонов (протонов и нейтронов) в атомном ядре. Различно для изотопов одного элемента, указывается справа вверху у символа хим. элемента напр., 01% 0 ). Одна из важнейших характеристик ядра, вместе с его зарядовым Числом Z определяет свойства невозбуждённых ядер (массу, спин, магн. и электрич. моменты). [c.53]

Понятие Э. ч. сформировалось в тесной связи с установлением дискретного характера строения вещества на микроскопич. уровне. Обнаружение на рубеже 19—20 вв. мельчайших носителей свойств Вещества—молекул и атомов—-и установление того факта, что молекулы построены из атомов, впервые позволило описать все наблюдаемые вещества как комбинации конечного, хотя и боль-июго, числа структурных составляющих—атомов. Выявление в дальнейшем составных частей атомов — электронов и ядер, установление сложной природы самих ядер, оказавшихся построенными всего из двух частиц (нуклонов) протонов и нейтронов, существенно уменьшило кол-во дискретных элементов, формирующих свойства вещества, и дало основание предполагать, что цепочка составных частей материи завершается дискретными бесструктурными образованиями—Э. ч. Выяснившаяся в нач. 20 в. возможность трактовки эл.-магн. поля как совокупности особых частиц—фотонов—дополнительно укрепила убеждённость в правильности такого подхода. [c.596]

Протон и нейтрон, так же как и электрон, являются ферми-евскими частицами (их спин 1/2), о в отличие от электрона они имеют аномальный магнитный момент. В связи с этим теория Дирака в ее первоначальном виде не может быть применена для описания свойств нуклона. Однако основной результат теории Дирака — получение решения для зарядовосопряженных частиц—сохраняется в теориях, построенных для описания других элементарных частиц. Соответствующая теория, развитая для нуклонов, цредсказывает существование частицы, зарядовосопряженной протону, т. е. имеющей массу, спин и время жизни протона (столь же стабильной, как и протон), отрицательный электрический заряд и равный по величине, но противоположный по направлению магнитный момент. Эта частица называется антипротоном р. [c.621]

До 1930-х гг. для описания наблюдаемых фиэ. явлений достаточно было рассматривать гравитац. и зя,-магн. взаимодействия. Первые играют решающую роль в явлениях космич. масштабов, а вторые ответственны за строение атомов, молекул и за всё многообразие внутр. свойств твёрдых тел, жидкостей и газов. Наличие С. в. проявилось, когда была открыта сложная структура атомных ядер, состоящих из протонов и нейтронов (нуклонов). Эксперимент показывал, что взаимодействие между нуклонами гораздо сильнее электромагнитного, поскольку типичные анергии связи нуклонов в ядрах порядка неск. МэВ, в то время как энергии связи в атомах порядка неск, зВ, Кроме того, эти силы, в отличие от электромагнитных и гравитационных, обладают малым радиусом действия см. В квантовой теории радиус действия сил обратно пропорционален массе частиц, обмен к-рыми обусловливает взаимодействие. Поэтому X. Юкава (Н. Yukawa) в 1935 высказал предположение о существовании тяжёлых квантов — мезонов, переносчиков С. в. В 1947 в космических лучах были открыты первые, ваиб. лёгкие из таких частиц — л-мезоны. [c.497]

Уже первые исследования обычных адронов выявили наличие среди них семейств частиц, близких по массе и с очень сходными свойствами по отношению к сильному взаимодействию, но с разл. значениями электрич. заряда. Протон и нейтрон (нуклоны) были первым примером такого семейства. Такие семейства позже были обнаружены среди странных, очарованных и прелестных адронов. Общность свойств частиц, входящих в такие семейства, является отражением существования у них одинакового значения квантового числа—изотопического спина /, принимающего, как и обычный спин, целые и полуцелые значения. Сами семейства обычно наз. изотопическими муАьтиплетами. Число частиц в мультиплете и связано с / соотношением п = 21+. Частицы одного изотопич, мультиплета отличаются друг от друга значением проекции изотопич. спина /з, и соответствующие значения Q даются выражением [c.602]

Математический аппарат изоспина аналогичен аппарату обычного спииа. Тождественность ядерных свойств протона и нейтрона позволяет сформулировать обобщенный принцип Паули, согласно которому волновая функция, зависящая от спиновой, пространственной и изоспиновой координат, должна быть антисимметричной при перестановке двух любых нуклонов. [c.63]

Другие за кономерности в изменении свойств атомяых ядер в зависимости от числа содержащихся в них нуклонов были обнаружены при детальном рассмотрении энергии связи, спина, магнитного и электрического квадрупольного моментов ядер, распространенности изотопов в природе, особенностей а- и 3-распа-дов и других характеристик. При этом оказалось что перечисленные свойства изменяются таким образом, что из всей совокупности атомных ядер должны быть выделены ядра, содержащие 2, 8, 20, 50, 82 или 126 (магические числа) нейтронов или протонов . Опыт показывает, что ядра с такими количествами нейтронов или протонов магические ядра) особенно устойчивы. Наибольшей устойчивостью обладают так называемые дважды магические ядра, т. е. ядра, которые содержат магическое число протонов и магическое число нейтронов (например, Ше, 0 , [c.184]

Сходство я - и я°-мезонов не случайно. я-Мезоны являются-ядерными квантами, испускаемыми или поглощаемыми нуклонами в процессе ядерного взаимодействия. Поэтому совершенно естественно, что свойства ядерных сил должны накладывать отпечаток не только на нуклоны, но и на я-мезоны. В частности, это относится к свойству зарядовой независимости ядерных сил. Выше было отмечено, что, согласно этому свойству, ядерное взаимодействие двух любых нуклонов [п + р, р + р, п + п), находящихся в одинаковых пространственных и спиновых состояниях, одинаково, и при рассмотрении ядерных взаимодействий протон можно заменять на нейтрон и наоборот. Формально это свойство ядерных сил описывается введением новой характеристики-вектора изотопического спина Т, величина которого (V2) характеризует оба типа нуклонов. В этой схеме протон отличается от нейтрона знаком проекции вектора изотопического-спина для протона она равна -I-V2, для нейтрона — /2. Таким [c.584]

Согласно этой гипотезе, протон и мейтрон имеют одинакот вые ядерные свойства, так что с точки зрения сильного ядерного взаимодействия их можно считать тождественными частицами. Отличие протона от нейтрона (по заряду, магнитному моменту, массе) проявляется только в том случае, когда наряду с сильным учитывается и электромагнитное взаимодействие. В отсутствие же электромагнитного взаимодействия заряд выполняет только функцию метки на одном из двух одинаковых по сильным свойствам нуклонов. [c.179]

Независимо от способа деления ядра, состоящего, например, из 236 или 239 нуклонов, продукты его деления по сравнению с их стабильными изотопами содержат избыток нейтронов. Именно поэтому они и являются -излучате-лями. В основе этого процесса лежит свойство ядер освобождаться от лишних нейтронов в результате их превращения в протон и электрон. [c.109]

Оболочечная модель хорошо объясняет многие свойства ядер, находящихся в основном или слабовозбужденном состоянии. Рассмотрим, например, вопрос о ядерном спине. Поскольку нуклоны на различных энергетических уровнях объединяются в пары с нулевым суммарным моментом количества движения, то и ядра, содержащие четное число протонов и четное число нейтронов будут иметь нулевой момент количества движения. Это подтверждается опытными данными. [c.65]

Протоп и нейтрон обладают не только близкими массами, но и одинаковыми спинами (7 = 1/2) и сходными ядерными взаимодействиями (последнее проявляется, например, в симметрии не связанных с электрическим зарядом свойств зеркальных ядер, таких как Н и Не или и в которых нейтроны и протоны поменялись местами ). Поэтому нротон и нейтрон можно рассматривать как два состояния одной и той же частицы — нуклона, различающихся электрическим зарядом. [c.83]

Такое парадоксальное положение еще более расширилось после того, как Дэвиссоном (1881—1958) и Джермером (1896—1971) в 1927 г. была открыта дифракция электронов. Оказалось, что волновые свойства присущи и частицам обычного вещества, — идея, развивавшаяся французским физиком де Бройлем (р. 1892) за несколько лет до открытия дифракции электронов. Развитие квантовой механики позволило частично объяснить возникшее парадоксальное положение ценой отказа от основного положения классической физики — принципа причинности в форме детерминизма. А исследования в области физики высоких энергий (иначе называемой физикой элементарных частиц) показали, что если энергия частиц превосходит их энергию покоя, то частицы могут рождаться, исчезать или превраш.аться друг в друга. В этом отношении они ведут себя подобно ( ютонам, которые могут излучаться или поглощаться. В квантовой электродинамике фотоны рассматриваются как кванты электромагнитного поля. Поэтому в физике высоких энергий целесообразно говорить об электронно-позитронном, мезонном, нуклон-ном и прочих полях, квантами которых являются электроны, позитроны, мезоны, протоны, нейтроны и т. д. Таким образом вопрос [c.31]

Периодичность значений электрических квадрупольных моментов ядер не находит объяснения в рамках модели жидкой капли. И это не единичный случай. Многочисленные экспериментальные данные, касающиеся различных областей ядерной физики, указы- вают на периодическую зависимость свойств ядер от числа содер- жащихся в них нуклонов. Ядра, содержащие 2, 8, 20, (28), 50, 82, 126 нуклонов одного сорта (протонов или нейтронов), оказываются особенно стабильными. Эти числа после их открытия были названы магическими , поскольку были не понятны причины стабильности подобных ядер. [c.101]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...