Просмотр кода страницы Ядерная физика

{{Значения|Ядерная физика (значения)}}
{{Ядерная физика}}
'''Я́дерная фи́зика''' — раздел физики, изучающий строение и свойства [[Атомное ядро|атомных ядер]], а также их столкновения ([[Ядерная реакция|ядерные реакции]]).

== Задачи ==
Задачи, возникающие в ядерной физике, — это типичный пример [[Гравитационная задача N тел|задач нескольких тел.]] Ядра состоят из нуклонов ([[протон]]ов и [[нейтрон]]ов), и в типичных ядрах содержатся десятки и сотни нуклонов. Это число слишком велико для точно решаемых задач, но всё же слишком мало́ для того, чтобы можно было пользоваться методами статистической физики. Это и привело к большому разнообразию различных моделей атомных ядер.

== Общие сведения ==
Число [[протон]]ов в ядре (''зарядовое число'', также ''порядковый номер элемента'') принято обозначать через ''Z'', число [[нейтрон]]ов — через ''N''. Их сумма ''A = Z + N'' называется ''[[массовое число|массовым числом]] ядра''. Атомы с одинаковым ''Z'' (то есть атомы одного и того же элемента), но различными ''N'' называются [[изотоп]]ами, с одинаковыми ''A'', но различными ''Z'' — [[изобар]]ами, с одинаковыми ''N'', но различными ''Z'' — [[изотон]]ами.

Основное отличие между протоном и нейтроном состоит в том, что протон — заряженная частица, заряд которой ''e'' = 4,801{{e|−10}} [[Франклин (единица)|ед. СГСЭ]] = 1,602{{e|−19}} [[Кулон|Кл]]. Это [[элементарный заряд]], по модулю равный заряду [[электрон]]а. [[Нейтрон]] же, как показывает уже его название, электрически нейтрален. [[Спин]]ы протона и нейтрона одинаковы и равны спину электрона, то есть 1/2 (в единицах <math>\hbar</math>, [[постоянная Планка|постоянной Планка]]). Массы протона и нейтрона почти равны: 1836,15 и 1838,68 масс электрона соответственно.

[[Протон]] и [[нейтрон]] не являются [[Фундаментальная частица|фундаментальными частицами]]. Они состоят из двух типов [[кварк]]ов: ''d''-кварка с зарядом –1/3 и ''u''-кварка с зарядом +2/3 от элементарного заряда ''е''. [[Протон]] состоит из двух ''u''-кварков и одного ''d''-кварка (суммарный заряд «+1»), а [[нейтрон]] — из одного ''u''-кварка и двух ''d''-кварков (суммарный заряд ''0''). Свободный [[нейтрон]] — частица нестабильная. Через 885 секунд после своего возникновения он распадается на [[протон]], [[электрон]] и [[антинейтрино]] (см. [[Бета-распад нейтрона]]). В ядре [[нейтрон]] находится в глубокой потенциальной яме, поэтому его распад может быть запрещён законами сохранения.

Ядерная физика имеет принципиальное значение для многих разделов [[Астрофизика|астрофизики]] (первичный [[нуклеосинтез]], [[Термоядерная реакция|термоядерные реакции]] в [[Звезда|звёздах]] как во время жизни на главной последовательности, так и при сходе с неё), и, очевидно, для [[Ядерная энергетика|ядерной]] и, в перспективе, [[Управляемый термоядерный синтез|термоядерной]] энергетики.

== История ==
В 1896 году французский химик [[Беккерель, Антуан Анри|Антуан Анри Беккерель]] случайно открыл [[ионизирующее излучение|радиоактивность]] солей [[Уран (элемент)|урана]], проявляющуюся в самопроизвольном испускании невидимых лучей, способных вызывать [[Ионизация|ионизацию]] воздуха и почернение [[Фотоэмульсия|фотоэмульсий]]. Через два года [[Кюри, Пьер|Пьер Кюри]] и [[Склодовская-Кюри, Мария|Мария Склодовская-Кюри]] открыли радиоактивность [[Торий|тория]] и выделили из солей урана [[полоний]] и [[радий]], радиоактивность которых оказалась в миллионы раз сильнее радиоактивности урана и тория.

Детальное экспериментальное изучение радиоактивных излучений было произведено [[Резерфорд, Эрнест|Резерфордом]]. Он показал, что радиоактивные излучения образованы, соответственно, α-, β- и γ-лучами. [[Бета-лучи]] состоят из отрицательно заряженных электронов, [[альфа-лучи]] — из положительно заряженных частиц ([[Альфа-частица|альфа-частиц]], которые, как выяснилось несколько позднее, являются ядрами [[Гелий-4|гелия-4]]), [[гамма-лучи]] аналогичны [[Рентгеновские лучи|лучам Рентгена]] (не имеют заряда), только значительно более жесткие.

Ядерная природа радиоактивности была понята [[Резерфорд, Эрнест|Резерфордом]] после того, как в [[1911]] г. он предложил ядерную модель атома и установил, что радиоактивные излучения возникают в результате процессов, происходящих внутри [[атомное ядро|атомного ядра]]{{значимость факта}}.

Долгое время предполагалось, что [[атомное ядро|ядро]] состоит из [[протон]]ов и [[электрон]]ов. Однако такая модель находилась в противоречии с экспериментальными фактами, относящимися к [[спин]]ам и [[магнитный момент|магнитным моментам]] [[атомное ядро|ядер]]. В [[1932]] г. после открытия [[Чедвик, Джеймс|Чедвиком]] [[нейтрон]]а было установлено ([[Иваненко, Дмитрий Дмитриевич|Иваненко]]<ref>{{статья |автор=Iwanenko, D. D. |заглавие=The neutron hypothesis |ссылка= |язык=en |издание=Nature |год=1932 |том=129 |страницы=798}}</ref> и [[Гейзенберг, Вернер Карл|Гейзенберг]]), что [[атомное ядро|ядро]] состоит из [[протон]]ов и [[нейтрон]]ов. Эти частицы получили общее наименование [[нуклон]]ов.

В последние годы есть шанс{{что?}} описать свойства по крайней мере лёгких ядер.

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
* {{книга | автор = Маляров В. В. | заглавие = Основы теории атомного ядра | место = М | издательство = Физматлит
 | год = 1959 | страниц = 471 |тираж= 18000 | isbn =  | ref = Маляров}}
* {{книга | автор = ред. [[Арцимович, Лев Андреевич|Арцимович Л. А.]] | заглавие = Справочник по ядерной физике | место = М | издательство = Физматлит | год = 1963 | страниц = 632 |тираж= 20000 | isbn =  | ref = Арцимович}}
* {{книга | автор = [[Широков, Юрий Михайлович|Широков Ю. М.]], Юдин Н. П. | заглавие = Ядерная физика | место = М | издательство = Наука | год = 1980 | страниц = 727 |тираж= 24500 | isbn =  | ref = Широков}}
* {{книга | автор = Абрамов, А. И. | заглавие =История ядерной физики| издание = 2-е| ответственный = | место = М.| издательство = КомКнига| год = 2006 | страниц = 232| isbn = 5-484-00270-2|ref=Абрамов}}

== Ссылки ==
* [http://www.scholar.ru/catalog.php?topic_id=99 Научные статьи по физике ядра и элементарных частиц]
* [http://nuclphys.sinp.msu.ru/ Ядерная физика в интернете]

{{clear}}
{{Разделы ядерной физики|state=|}}
{{Ядерная технология}}
{{Разделы физики}}

[[Категория:Ядерная физика| ]]