O atomskom nukleusu jezgru Atom se sastoji od

O atomskom nukleusu (jezgru)

Atom se sastoji od jezgra i omotača 1. Jezgro sadrži: protone neutrone 2. elektrona

JEZGRO (NUKLEUS) ATOMA

Mmaseni broj = broj protona + broj neutrona A X Z Atomski broj = broj protona Simbol elementa

A Z X A = broj protona + broj neutrona Z = broj protona A – Z = broj neutrona Broj neutrona = maseni broj – Atomski broj N=A-Z

Ima više vrsta urana: 235 U 92 238 U 92 A A Z Z Broj protona Broj neutrona

Ima više vrsta urana: 238 235 U 92 A 235 A 238 Z 92 Broj protona 92 Broj neutrona 143 Broj neutrona 146

Osobine nukleusa n n Atomske mase se mjere u atomskim jedinicama mase koje označavamo sa u. 1 u = 1. 66054 × 10− 27 kg = 931. 49 Me. V/c 2

Osobine nukleusa n Naboj nukleusa je +e puta broj (Z) protona. n Isotopi vodonika: q Deuterium: Teški vodonik. Ima u svom jezgru proton i neutron. q Tricijum: ima dva neutrona i jedan proton. n Jezgra deuterijuma i tricijuma se zovu deuteron i triton. Atomi sa istim Z, ali različitim masenim brojem A, se zovu izotopi. n

Osobine nukleusa n n n Simbol atomskog nukleusa je: . gdje je Z = atomski broj (broj protona) N = neutronski broj (broj neutrona) A = maseni broj (Z + N) X = simbol hemijskog elementa Svaka vrsta nukleusa datih Z i A se zove nuklid. Z karakteriše hemijski element. Zavisnost hemijskih osobina od N je zanemarljiva. Nuklidi sa istim brojem neutrona se zovu izotoni Nuklidi sa istim brojem A se zovu izobari.

O jezgru atoma n Nukleus zauzima samo 10 -15 zapremine atoma. n I jezgra su podvrgnuta zakonima kvantne fizike: i ona imaju osnovno stanje i eksitovana stanja i emituju fotone (gama-kvante) pri prelazu između eksitovanih i osnovnog stanja. n Bitne razlike u atomskoj i nuklearnoj fizici su: n 1. elektroni su pod bitnim uticajem jezgra dok nukleus ne trpi nikakav vanjski uticaj (sastavni dijelovi jezgra se nalaze pod uticajem sila koje sami stvaraju – nuklearne sile)

O jezgru atoma n 2. U atomskoj fizici međudjelovanje elektrona je gotovo zanemarljivo, a u nuklearnoj fizici je uzajamno dejstvo među sastavnim dijelovima jezgra odlučujuće za kompaktnost jezgra. Zato u nuklearnoj fizici ne možemo izbjeći problem interakcije više tijela, što smo mogli u atomskoj fizici, a to je upravo ono što nam stvara matematičke teškoće. n 3. silu koja drži sastavne dijelove jezgra na okupu poznajemo samo kvalitativno, tj. za nju ne možemo napisati formulu kao za Kulonovu silu ili gravitacionu silu.

Sastavni dijelovi jezgra n n n Prije nego što je 1932. Chedwik otkrio neutron postojali su modeli jezgra atoma koji su zagovarali da se u jezgru nalazi A protona i (A-Z) elektrona tako da je ukupni naboj jezgra jednak: A(+e)+(A-Z)(-e)=+Ze Što se slagalo sa eksperimentom. Ipak bilo je niz poteškoća: Izlaz iz ove situacije došao je 1932. otkrićem neutrona Neutron ima skoro istu masu kao i proton (oko 0, 1% veću)

Dimenzije i oblici nukleusa n n n Rutherford je zaključio da domet nuklearnih sila mora biti manji od oko 10− 14 m. Pretpostavimo da je nukleus sfera radiusa R. Čestice (electroni, protoni, neutroni, i alfa-čestice) se rasijavaju kada prolaze blizu nukleusa. Nije jasno da li maksimalno rastojanje za interakciju zavisi od veličine nukleusa (radijus materije), ili nuklearne sile djeluju i van ovog područja nuklearne materije (radijus sile). Nuklearna sila se često zove jaka sila. Ovdje razlikujemo radijus nuklearne sile, radijus mase i radijus naboja.

Dimenzije i oblici nukleusa n Radijus nukleusa se može aproksimirati sa izrazom R = r 0 A 1/3 gdje je r 0 ≈ 1. 2 × 10− 15 m. n Kao jedinicu ovdje koristimo femtometar tako što je 1 fm = 10− 15 m, ili fermi. n Najlakši nukleus prema Fermijevoj raspodjeli za raspodjelu gustine naboja u nukleusu ρ(r) is

Dimenzije i oblici nukleusa Oblik Fermijeve raspodjele n Ako pretpostavimo da je nukleus sfera, n Onda je gustina nukleusa 2. 3 × 1017 kg / m 3.