1. परमाणु बल निरपेक्ष मूल्य में बड़े होते हैं. वे प्रकृति में सभी ज्ञात अंतःक्रियाओं में सबसे मजबूत हैं।

अब तक, हमने चार प्रकार की अंतःक्रियाओं को जाना है:

ए) मजबूत (परमाणु) बातचीत;

बी) विद्युत चुम्बकीय बातचीत;

ग) कमजोर अंतःक्रियाएं, विशेष रूप से उन कणों में स्पष्ट रूप से देखी जाती हैं जो स्वयं को मजबूत और विद्युत चुम्बकीय अंतःक्रियाओं (न्यूट्रिनो) में प्रकट नहीं करते हैं;

डी) गुरुत्वाकर्षण बातचीत।

उदाहरण के लिए, यह कहना पर्याप्त है कि परमाणु बलों के कारण सबसे सरल नाभिक, ड्यूटेरॉन की बाध्यकारी ऊर्जा 2.26 MeV है, जबकि विद्युत चुम्बकीय बलों के कारण सरलतम परमाणु हाइड्रोजन की बाध्यकारी ऊर्जा 13.6 eV है।

2. परमाणु बल 10 -13 सेमी के क्षेत्र में दूरी पर आकर्षण का गुण रखते हैं, हालांकि, बहुत कम दूरी पर वे प्रतिकारक बलों में बदल जाते हैं। इस संपत्ति को परमाणु बलों में एक प्रतिकारक कोर की उपस्थिति से समझाया गया है। यह उच्च ऊर्जा पर प्रोटॉन-प्रोटॉन बिखरने के विश्लेषण में खोजा गया था। परमाणु बलों के आकर्षण का गुण केवल परमाणु नाभिक के अस्तित्व से होता है।

3. परमाणु बलहैं छोटा दायरा. उनकी क्रिया की त्रिज्या 10 -13 सेमी के क्रम की है। छोटी दूरी की संपत्ति ड्यूटेरॉन और α-कण की बाध्यकारी ऊर्जा की तुलना से ली गई थी। हालांकि, यह पहले से ही नाभिक द्वारा α-कणों के प्रकीर्णन पर रदरफोर्ड के प्रयोगों का अनुसरण करता है, जहां नाभिक की त्रिज्या का अनुमान ~ 10 -12 सेमी है।

4. परमाणु बल एक विनिमय प्रकृति के होते हैं. एक्सचेंज अनिवार्य रूप से एक क्वांटम संपत्ति है, जिसके कारण टकराव में न्यूक्लियॉन अपने चार्ज, स्पिन और यहां तक ​​​​कि एक दूसरे को निर्देशांक स्थानांतरित कर सकते हैं। विनिमय बलों का अस्तित्व सीधे प्रोटॉन द्वारा उच्च-ऊर्जा प्रोटॉन के प्रकीर्णन पर प्रयोगों से होता है, जब अन्य कण, न्यूट्रॉन, बिखरे हुए प्रोटॉन के पिछड़े प्रवाह में पाए जाते हैं।

5. परमाणु संपर्क न केवल दूरी पर निर्भर करता है, बल्कि अंतःक्रियात्मक कणों के स्पिन के पारस्परिक अभिविन्यास पर भी निर्भर करता है, साथ ही कणों को जोड़ने वाली धुरी के सापेक्ष स्पिन के उन्मुखीकरण पर। स्पिन पर परमाणु बलों की निर्भरता ऑर्थो और पैराहाइड्रोजन द्वारा धीमी गति से न्यूट्रॉन के प्रकीर्णन पर प्रयोगों से होती है।

इस तरह की निर्भरता का अस्तित्व भी एक चौगुनी क्षण की उपस्थिति से होता है; इसलिए, परमाणु संपर्क केंद्रीय नहीं है, बल्कि टेंसर है, अर्थात। यह कुल स्पिन और स्पिन प्रक्षेपण के पारस्परिक अभिविन्यास पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, जब स्पिन n और p उन्मुख होते हैं, तो ड्यूटेरॉन की बाध्यकारी ऊर्जा 2.23 MeV होती है।

6. दर्पण नाभिक के गुणों से (दर्पण नाभिक को नाभिक कहा जाता है जिसमें न्यूट्रॉन को प्रोटॉन और प्रोटॉन द्वारा न्यूट्रॉन द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है) यह निम्नानुसार है कि (p, p), (n, n) या (n, प) समान हैं। वे। मौजूद परमाणु बलों का आवेश समरूपता गुण. परमाणु बलों की यह संपत्ति मौलिक है और दो कणों के बीच मौजूद एक गहरी समरूपता को इंगित करती है: प्रोटॉन और न्यूट्रॉन। इसे चार्ज इंडिपेंडेंस (या समरूपता) कहा जाता है या समस्थानिक अपरिवर्तनऔर हमें प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को एक ही कण - न्यूक्लियॉन के दो राज्यों के रूप में मानने की अनुमति दी। आइसोटोपिक स्पिन को पहली बार हाइजेनबर्ग द्वारा पूरी तरह औपचारिक रूप से पेश किया गया था और आम तौर पर यह स्वीकार किया जाता है कि यह टी = -1/2 के बराबर होता है जब न्यूक्लियॉन न्यूट्रॉन राज्य में होता है, और टी = +1/2 जब न्यूक्लियॉन होता है प्रोटॉन राज्य। मान लीजिए कि कुछ त्रि-आयामी स्थान है, जिसे समस्थानिक कहा जाता है, जो सामान्य कार्टेशियन स्थान से संबंधित नहीं है, जबकि प्रत्येक कण इस स्थान के मूल में स्थित है, जहां यह आगे नहीं बढ़ सकता है, लेकिन केवल घूमता है और इस स्थान में क्रमशः है। अपनी कोणीय गति (स्पिन). प्रोटॉन और न्यूट्रॉन अलग-अलग उन्मुख कण हैं समस्थानिक स्थानऔर न्यूट्रॉन 180 डिग्री घुमाने पर प्रोटॉन बन जाता है। समस्थानिक व्युत्क्रम का अर्थ है कि किन्हीं दो युग्मों के नाभिकों में परस्पर क्रिया समान होती है यदि ये जोड़े एक ही अवस्था में हों, अर्थात। समस्थानिक अंतरिक्ष में घूर्णन के तहत परमाणु संपर्क अपरिवर्तनीय है। परमाणु बलों की इस संपत्ति को आइसोटोपिक इनवेरिएंस कहा जाता है।

7.परमाणु बलों में संतृप्ति का गुण होता है. परमाणु बलों की संतृप्ति की संपत्ति इस तथ्य में प्रकट होती है कि नाभिक की बाध्यकारी ऊर्जा नाभिक में न्यूक्लियंस की संख्या के समानुपाती होती है - ए, न कि ए 2, अर्थात। नाभिक में प्रत्येक कण आसपास के सभी नाभिकों के साथ परस्पर क्रिया नहीं करता है, बल्कि केवल सीमित संख्या में होता है। परमाणु बलों की यह विशेषता प्रकाश नाभिक की स्थिरता से भी अनुसरण करती है। उदाहरण के लिए, ड्यूटेरॉन में अधिक से अधिक नए कणों को जोड़ना असंभव है, केवल एक ही ज्ञात है ऐसाएक अतिरिक्त न्यूट्रॉन - ट्रिटियम के साथ संयोजन। इस प्रकार एक प्रोटॉन दो से अधिक न्यूट्रॉन के साथ बाध्य अवस्थाएँ बना सकता है।

8. 1935 में वापस। जापानी भौतिक विज्ञानी युकावा ने टैम के विचारों को विकसित करते हुए सुझाव दिया कि परमाणु बलों के लिए जिम्मेदार कुछ अन्य कण होने चाहिए। युकावा इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि विद्युत चुम्बकीय के समान एक अलग प्रकार का क्षेत्र होना चाहिए, लेकिन एक अलग प्रकृति का, जिसने कणों के अस्तित्व की भविष्यवाणी की, मध्यवर्ती द्रव्यमान, यानी। मेसन, बाद में प्रयोगात्मक रूप से खोजा गया।

हालांकि, मेसन सिद्धांत अभी तक परमाणु बातचीत को संतोषजनक ढंग से समझाने में सक्षम नहीं है। मेसन सिद्धांत ट्रिपल बलों के अस्तित्व को मानता है, अर्थात। तीन निकायों के बीच कार्य करना और जब उनमें से एक अनंत तक चला जाता है तो गायब हो जाता है। इन बलों की क्रिया की त्रिज्या सामान्य युग्मित बलों की त्रिज्या की आधी होती है।

इस स्तर पर, मेसन सिद्धांत सब कुछ समझा नहीं सकता है, और इसलिए हम विचार करेंगे

1. परमाणु बलों के उपरोक्त सूचीबद्ध गुणों के अनुरूप क्षमता का घटनात्मक चयन पहला दृष्टिकोण है, और दूसरा दृष्टिकोण बना हुआ है।

2. मेसन क्षेत्र के गुणों के लिए परमाणु बलों की कमी।

इस मामले में, हम पहले पथ के साथ ड्यूटेरॉन के प्राथमिक सिद्धांत पर विचार करेंगे।

परमाणु बल(इंग्लैंड। परमाणु बल) परमाणु नाभिक में नाभिकों की परस्पर क्रिया की शक्तियाँ हैं। वे नाभिक के बीच बढ़ती दूरी के साथ तेजी से घटते हैं और 10 -12 सेमी से ऊपर की दूरी पर लगभग अगोचर हो जाते हैं।

प्राथमिक कणों के क्षेत्र सिद्धांत के दृष्टिकोण से, परमाणु बल मुख्य रूप से निकट क्षेत्र में नाभिकों के चुंबकीय क्षेत्रों की परस्पर क्रिया के बल हैं। बड़ी दूरी पर, इस तरह की बातचीत की संभावित ऊर्जा कानून 1/r 3 के अनुसार घट जाती है - यह उनकी छोटी दूरी की प्रकृति की व्याख्या करता है। दूरी पर (3 ∙10 -13 सेमी) परमाणु बल प्रमुख हो जाते हैं, और (9.1 ∙10 -14 सेमी) से कम दूरी पर वे और भी अधिक शक्तिशाली प्रतिकारक बलों में बदल जाते हैं। दो प्रोटॉन के विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों की परस्पर क्रिया की संभावित ऊर्जा का एक ग्राफ, परमाणु बलों की उपस्थिति का प्रदर्शन, चित्र में दिखाया गया है।

प्रोटॉन - प्रोटॉन, प्रोटॉन - न्यूट्रॉन और न्यूट्रॉन - न्यूट्रॉन की बातचीत कुछ अलग होगी क्योंकि प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के चुंबकीय क्षेत्र की संरचना अलग होती है।

परमाणु बलों के कई बुनियादी गुण हैं।

1. परमाणु बल आकर्षण बल हैं।

2. नाभिकीय बल अल्प क्रियात्मक होते हैं। उनकी क्रिया लगभग 10-15 मीटर की दूरी पर ही प्रकट होती है।

जैसे-जैसे न्यूक्लियोन I के बीच की दूरी बढ़ती है, परमाणु बल तेजी से शून्य हो जाते हैं, और उनकी क्रिया की त्रिज्या ((1.5 2.2) 1 0 ~ 15 मीटर) से छोटी दूरी पर, वे कूलम्ब बलों की तुलना में लगभग 100 गुना अधिक हो जाते हैं। समान दूरी पर प्रोटॉन के बीच कार्य करना।

3. नाभिकीय बल आवेश स्वतंत्रता प्रदर्शित करते हैं: दो नाभिकों के बीच आकर्षण स्थिर होता है और यह नाभिकों (प्रोटॉन या न्यूट्रॉन) की आवेश अवस्था पर निर्भर नहीं करता है। इसका मतलब है कि परमाणु बल एक गैर-इलेक्ट्रॉनिक प्रकृति के होते हैं।

परमाणु बलों की आवेश स्वतंत्रता को दर्पण नाभिक में बाध्यकारी ऊर्जाओं की तुलना से देखा जाता है। तथाकथित नाभिक, जिसमें नाभिकों की कुल संख्या समान होती है, एक में प्रोटॉन की यह संख्या दूसरे में न्यूट्रॉन की संख्या के बराबर होती है।

4. परमाणु बलों में संतृप्ति का गुण होता है, अर्थात नाभिक में प्रत्येक न्यूक्लियॉन अपने निकटतम सीमित संख्या में न्यूक्लियॉन के साथ ही संपर्क करता है। संतृप्ति इस तथ्य में प्रकट होती है कि नाभिक में न्यूक्लियंस की विशिष्ट बाध्यकारी ऊर्जा न्यूक्लियंस की संख्या में वृद्धि के साथ स्थिर रहती है। परमाणु बलों की लगभग पूर्ण संतृप्ति एक-कण के साथ प्राप्त की जाती है, जो बहुत स्थिर होती है।

5. नाभिकीय बल परस्पर क्रिया करने वाले नाभिकों के चक्रों के पारस्परिक अभिविन्यास पर निर्भर करते हैं।

6. परमाणु बल केंद्रीय नहीं होते हैं, अर्थात वे परस्पर क्रिया करने वाले नाभिकों के केंद्रों को जोड़ने वाली रेखा के साथ कार्य नहीं करते हैं।

परमाणु बलों की जटिलता और अस्पष्ट प्रकृति, साथ ही नाभिक के सभी नाभिकों की गति के समीकरणों को सटीक रूप से हल करने की कठिनाई (द्रव्यमान संख्या A के साथ एक नाभिक, A निकायों की एक प्रणाली है, ने इसे विकसित करना संभव नहीं बनाया है) आज तक परमाणु नाभिक का एकीकृत सुसंगत सिद्धांत।

35. रेडियोधर्मी क्षय। रेडियोधर्मी परिवर्तन का नियम।

रेडियोधर्मी क्षय(अक्षांश से। RADIUS"बीम" और सक्रियता"प्रभावी") - प्राथमिक कणों या परमाणु अंशों का उत्सर्जन करके अस्थिर परमाणु नाभिक (चार्ज जेड, द्रव्यमान संख्या ए) की संरचना में एक सहज परिवर्तन। रेडियोधर्मी क्षय की प्रक्रिया को भी कहा जाता है रेडियोधर्मिता, और संबंधित तत्व रेडियोधर्मी हैं। रेडियोधर्मी नाभिक वाले पदार्थों को रेडियोधर्मी भी कहा जाता है।

यह स्थापित किया गया है कि 82 से अधिक परमाणु संख्या वाले सभी रासायनिक तत्व (अर्थात, बिस्मथ से शुरू होते हैं), और कई हल्के तत्व (प्रोमेथियम और टेक्नेटियम में स्थिर आइसोटोप नहीं होते हैं, और कुछ तत्वों के लिए, जैसे कि इंडियम, पोटेशियम या कैल्शियम) , प्राकृतिक समस्थानिकों का कुछ भाग स्थिर होता है, जबकि अन्य रेडियोधर्मी होते हैं)।

प्राकृतिक रेडियोधर्मिता- प्रकृति में पाए जाने वाले तत्वों के नाभिकों का स्वतःस्फूर्त क्षय।

कृत्रिम रेडियोधर्मिता- संबंधित परमाणु प्रतिक्रियाओं के माध्यम से कृत्रिम रूप से प्राप्त तत्वों के नाभिक का स्वतःस्फूर्त क्षय।

रेडियोधर्मी क्षय का एकन- समय पर रेडियोधर्मी क्षय की तीव्रता और नमूने में रेडियोधर्मी परमाणुओं की संख्या की निर्भरता का वर्णन करने वाला एक भौतिक नियम। फ्रेडरिक सोडी और अर्नेस्ट रदरफोर्ड द्वारा खोजा गया

कानून सबसे पहले तैयार किया गया था: :

सभी मामलों में जब रेडियोधर्मी उत्पादों में से एक को अलग किया गया था और इसकी गतिविधि का अध्ययन किया गया था, भले ही जिस पदार्थ से इसे बनाया गया था, उसकी रेडियोधर्मिता की परवाह किए बिना, यह पाया गया कि सभी अध्ययनों में गतिविधि समय के साथ ज्यामितीय प्रगति के नियम के अनुसार घट जाती है।

किस से बर्नौली के प्रमेय वैज्ञानिक निष्कर्ष निकाला [ स्रोत अनिर्दिष्ट 321 दिन ] :

परिवर्तन की दर हमेशा उन प्रणालियों की संख्या के समानुपाती होती है जिनमें अभी तक परिवर्तन नहीं हुआ है।

कानून के कई सूत्र हैं, उदाहरण के लिए, एक अंतर समीकरण के रूप में:

जिसका अर्थ है कि थोड़े समय के अंतराल में होने वाले क्षय की संख्या नमूने में परमाणुओं की संख्या के समानुपाती होती है।

परमाणु बल

परमाणु बल

भौतिक विश्वकोश शब्दकोश। - एम .: सोवियत विश्वकोश. . 1983 .

परमाणु बल

नाभिकों के बीच परस्पर क्रिया के बल; अन्य प्रणालियों की तुलना में बड़ी मात्रा में परमाणु बाध्यकारी ऊर्जा प्रदान करते हैं। मैं साथ हूँ। सबसे ज्यादा हैं एक महत्वपूर्ण और सामान्य उदाहरण मजबूत बातचीत(एसवी)। एक बार ये अवधारणाएं पर्यायवाची थीं, और शब्द "" को ही Ya के विशाल परिमाण पर जोर देने के लिए पेश किया गया था। प्रकृति में ज्ञात अन्य बलों की तुलना में: एल-चुंबक।, कमजोर, गुरुत्वाकर्षण। p . खोलने के बाद -, आर - और आदि। मेसन, हाइपरॉन, आदि। हैड्रॉन्स"मजबूत" शब्द का व्यापक अर्थों में उपयोग किया जाने लगा - जैसे कि हैड्रोन की बातचीत। 1970 के दशक में क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स(क्यूसीडी) ने खुद को एक सार्वभौमिक मान्यता प्राप्त सूक्ष्मदर्शी के रूप में स्थापित किया है। एसडब्ल्यू सिद्धांत। इस सिद्धांत के अनुसार, मिश्रित कण होते हैं क्वार्कतथा ग्लून्स,और एनई के तहत इन फंडों की बातचीत को समझना शुरू किया। कण।

दूसरी ओर, वाई. क्योंकि नाभिकों के बीच परस्पर क्रिया की शक्तियों में न केवल SW, बल्कि el.-चुंबक।, कमजोर और गुरुत्वाकर्षण भी शामिल हैं। न्यूक्लियंस की परस्पर क्रिया। आधुनिकता की दृष्टि से थ्योरी, एल.-मैग। और कमजोर अंतःक्रियाएं एक की अभिव्यक्ति हैं, अधिक मौलिक, इलेक्ट्रोवीक इंटरैक्शन।हालांकि, उन स्पेस-टाइम स्केल (~ 10 -13 सेमी, ~ 10 -23 एस) के साथ, जिसके साथ वे आम तौर पर परमाणु नाभिक में काम करते हैं, एल-मैग की एकल प्रकृति। और कमजोर ताकतें व्यावहारिक रूप से प्रकट नहीं होती हैं और उन्हें स्वतंत्र माना जा सकता है। ये अंतःक्रियाएं, SW की तुलना में बहुत कमजोर होने के कारण, अधिकांश परमाणु प्रक्रियाओं में महत्वहीन होती हैं, लेकिन स्थितियाँ तब संभव होती हैं जब उनकी भूमिका निर्णायक हो जाती है। तो, एल-मैग। इंटरेक्शन (जिसका सबसे बड़ा हिस्सा प्रोटॉन के बीच कूलम्ब प्रतिकर्षण है), SW के विपरीत, लंबी दूरी की है। इसलिए, इसके द्वारा वातानुकूलित स्थिति। कूलम्ब नाभिक कणों की संख्या के साथ बढ़ता है लेकिननाभिक में ऋणात्मक से अधिक तेज होता है। SW के कारण परमाणु ऊर्जा का हिस्सा। नतीजतन, भारी नाभिक बड़े पैमाने पर बन जाते हैं लेकिनअस्थिर - पहले विभाजन के संबंध में (देखें। परमाणु विखंडन)और फिर पूरी तरह से अस्थिर। इसलिए कमजोर बातचीतन्यूक्लियॉन, न्यूक्लियॉन-न्यूक्लियॉन स्कैटरिंग और अन्य परमाणु घटनाओं में समता गैर-संरक्षण जैसी घटना जुड़ी हुई है (देखें। नाभिक में समता गैर-संरक्षण)।गुरुत्वाकर्षण नाभिकों के बीच कार्य करने वाले बल सभी नाभिकीय परिघटनाओं में नगण्य होते हैं और केवल खगोल भौतिकी में ही महत्वपूर्ण होते हैं। शर्तें (देखें न्यूट्रॉन)।

वाई. का आधार है। न्यूक्लियंस की मजबूत बातचीत है। नाभिक में नाभिकों की प्रबल अंतःक्रिया मुक्त नाभिकों की अन्योन्यक्रिया से भिन्न होती है, लेकिन उत्तरार्द्ध वह आधार है जिस पर परमाणु शक्ति का संपूर्ण सिद्धांत निर्मित होता है। इस बातचीत में है समस्थानिक अपरिवर्तन।इसका सार यह है कि एक ही क्वांटम अवस्था में 2 न्यूट्रॉन, 2 प्रोटॉन या एक प्रोटॉन और एक न्यूट्रॉन के बीच परस्पर क्रिया समान होती है। इसलिए, हम न्यूक्लियंस के बीच बातचीत के बारे में बात कर सकते हैं, यह निर्दिष्ट किए बिना कि हम किस न्यूक्लियॉन के बारे में बात कर रहे हैं (यह भी देखें आइसोटोपिक इनवेरिएंसपरमाणु बल)। मैं साथ हूँ। कम दूरी के हैं (उनकी क्रिया की त्रिज्या ~ 10 -13 सेमी है) और इनमें संतृप्ति का गुण होता है, जो इस तथ्य में निहित है कि नाभिक में न्यूक्लियंस की संख्या में वृद्धि के साथ, sp। नाभिक लगभग स्थिर रहता है (चित्र 1)। यह अस्तित्व की संभावना की ओर जाता है परमाणु पदार्थ।

चूंकि नाभिक में न्यूक्लियंस, एक नियम के रूप में, अपेक्षाकृत कम गति (प्रकाश की गति से 3-4 गुना कम) पर चलते हैं, फिर नाभिक में न्यूक्लियंस के एसडब्ल्यू का एक मॉडल बनाने के लिए, कोई गैर-सापेक्ष सिद्धांत का उपयोग कर सकता है और लगभग क्षमता द्वारा इसका वर्णन करें, जो दूरी f-tion है आरन्यूक्लियंस के बीच। कूलम्ब और गुरुत्वाकर्षण के विपरीत क्षमता, दूरी के व्युत्क्रमानुपाती, I. के साथ। निर्भर करता है आरबहुत अधिक कठिन। इसके अलावा, Ya की क्षमता। न्यूक्लियॉन स्पिन और कक्षीय गति पर निर्भर करता है लीनाभिकों की सापेक्ष गति।

गैर-सापेक्ष क्षमता हां। कई शामिल हैं घटक: केंद्रीय वी सी,टेन्सर वी टी,स्पिन-ऑर्बिटल वीएलएसऔर द्विघात स्पिन-कक्षा क्षमता वीएलएल।नायब। उनमें से सबसे महत्वपूर्ण - केंद्रीय एक - कम दूरी (यानी, परमाणु पदार्थ) पर मजबूत प्रतिकर्षण का एक संयोजन है। एक अनंत ("कठिन") कोर (उदाहरण के लिए, हमादा - जॉनस्टन की घटनात्मक क्षमता) के साथ-साथ अधिक यथार्थवादी वाले एसडब्ल्यू न्यूक्लियॉन के मॉडल हैं। एक परिमित ("नरम") कोर वाले मॉडल (उदाहरण के लिए, रीड क्षमता, चित्र 2)। कोन से। 1950 के दशक Ya की क्षमता के निर्माण के प्रयास किए गए थे। मेसन-न्यूक्लियॉन इंटरैक्शन के क्षेत्र सिद्धांत पर आधारित है। इस तरह के सिद्धांत की स्पष्ट कठिनाइयाँ परस्पर क्रिया की बड़ी शक्ति और उस पर आधारित गड़बड़ी सिद्धांत और विधियों की अनुपयुक्तता से जुड़ी हैं। एक बहुत ही लोकप्रिय अर्ध-घटना विज्ञान मेसन-न्यूक्लियॉन फील्ड सिद्धांत की अवधारणाओं के आधार पर "वन-बोसोन एक्सचेंज" की क्षमता, लेकिन एक-मेसन एक्सचेंज के सबसे सरल मॉडल का उपयोग करना। यह पता चला है कि ज्ञात के अलावा, मध्यवर्ती दूरी पर आकर्षण का वर्णन करने के लिए मेसॉनोंपी, पी, डब्ल्यू, ... एक गैर-मौजूद एस-मेसन के आदान-प्रदान का भी परिचय देता है, जिसे eff के रूप में व्याख्या किया जाता है। दो पी-मेसन के आदान-प्रदान के लिए लेखांकन। मेसन-न्यूक्लियॉन इंटरेक्शन स्थिरांक को घटनात्मक माना जाता था। पैरामीटर, जिन्हें चुना गया था ताकि संभावित प्रयोग का वर्णन किया जा सके। न्यूक्लियॉन-न्यूक्लियॉन स्कैटरिंग के चरण। w- और r-mesons छोटी दूरी के प्रतिकर्षण के लिए और लंबी दूरी के आकर्षण के लिए जिम्मेदार साबित हुए - पाई मेसन।वन-पियन एक्सचेंज टर्म केंद्रीय और टेंसर क्षमता में योगदान देता है:

कहाँ पे एफपी एनएन- pion-nucleon अंतःक्रिया स्थिरांक, टीपी - पायन मास, एल = साथ/एमपी = 1.4 एफएम - कॉम्पटन तरंग दैर्ध्यचपरासी, एक एस 1 , एस 2 - स्पिन पाउली मैट्रिसेस।जैसा कि व्यंजकों (1), (2) से देखा जा सकता है, पायन कॉम्पटन लंबाई के क्रम की दूरी पर एक-पियोन विनिमय क्षमता तेजी से घटती है। डॉ। एक-बोसोन विनिमय क्षमता की शर्तें समान घातीय प्रकार की होती हैं। कारक, लेकिन संबंधित बोसोन की कॉम्पटन लंबाई के साथ, कई में राई। पियोन से कई गुना छोटा। इतनी दूरियों पर, कई का आदान-प्रदान। एक भारी मेसन के आदान-प्रदान के रूप में पियोन उतना ही महत्वपूर्ण हो सकता है। यह बताता है कि भारी मेसॉन के आदान-प्रदान से संबंधित शर्तों को अर्धवृत्ताकार के रूप में क्यों माना जाता है। उसी समय, संभावित I का रूप, बड़ी दूरी पर, निस्संदेह, अभिव्यक्तियों (1), (2) द्वारा वर्णित है। इस तरह के एक स्पर्शोन्मुख सभी, बिना किसी अपवाद के, एक प्रकार की घटना है। संभावनाएं। फिलहाल नायब. तथाकथित। पेरिसियन और बॉन क्षमता, टू-राई घटना विज्ञान की विशेषताओं को जोड़ती है। सॉफ्ट-कोर पोटेंशिअल और वन-बोसोन एक्सचेंज पोटेंशिअल।

आधुनिक क्यूसीडी पर आधारित एसडब्ल्यू की प्रकृति की अवधारणाओं ने क्यूसीडी के ढांचे में न्यूक्लियंस की एसडब्ल्यू क्षमता की गणना करने की समस्या उत्पन्न की है, लेकिन इसे अभी तक हल नहीं किया गया है, क्योंकि एक न्यूक्लियॉन के सिद्धांत के निर्माण की सरल समस्या भी हल नहीं हुई है। . वहाँ कई हैं क्वार्क मॉडलहैड्रोन, जिनमें से सबसे अधिक। डीकंप में बैग का ज्ञात मॉडल। विकल्प। यह प्रतिकारक कोर की प्रकृति को गुणात्मक रूप से समझने, इसकी त्रिज्या और ऊंचाई का अनुमान लगाने की अनुमति देता है, लेकिन किसी को बड़ी दूरी पर क्षमता के रूप की गणना करने की अनुमति नहीं देता है। QCD के दृष्टिकोण से एक बड़ा प्रश्न, SW न्यूक्लियंस की क्षमता के निर्माण में मेसॉन (पी-मेसन के अपवाद के साथ) की स्थिति है: न्यूक्लियंस के बीच भारी मेसन का आदान-प्रदान इतनी कम दूरी पर होता है कि उनकी क्वार्क-ग्लूऑन प्रकृति महत्वपूर्ण हो जाती है। QCD SW सिद्धांत में एक विशेष स्थान p meson का है। आधुनिक के अनुसार निरूपण, इसकी व्याख्या एक सामूहिक निर्वात के रूप में की जाती है, जिसमें बड़ी संख्या में क्वार्क-एंटीक्वार्क ( सोना पत्थर, QCD में स्वतःस्फूर्त अशांति के साथ जुड़ा हुआ है चिरल समरूपता)।इसलिए, अधिकांश आधुनिक मॉडल, अन्य सभी हैड्रॉन को कम संख्या में क्वार्क (एंटीक्वार्क, ग्लून्स) से युक्त माना जाता है, और एन-मेसन को एक स्वतंत्र कण के रूप में अतिरिक्त रूप से पेश किया जाता है। इस दृष्टिकोण से, न्यूक्लियॉन इंटरैक्शन क्षमता की "पूंछ" का वर्णन करने वाले संभावित (1), (2) की स्थिति समझ में आती है।

क्योंकि सी.एफ. चूँकि नाभिक में नाभिकों के बीच की दूरी (1.8 fm) नाभिक की क्रिया की त्रिज्या से बहुत अधिक नहीं होती है, इसलिए नाभिक में कई-कण (मुख्य रूप से 3-कण) बल होते हैं जो क्वार्क और ग्लून्स के आदान-प्रदान से उत्पन्न होते हैं। . न्यूक्लियॉन लगभग एक साथ। हैड्रॉन के संदर्भ में, यह मेसन एक्सचेंज की ऐसी प्रक्रियाओं से मेल खाती है, उदाहरण के लिए, तीन न्यूक्लियॉन, जिन्हें लगातार जोड़ी एक्सचेंजों के सेट में कम नहीं किया जा सकता है। चौ. 3-कण बलों के निर्माण में एक भूमिका पी-मेसन और प्राणियों के आदान-प्रदान द्वारा निभाई जाती है। डी-आइसोबार का आभासी उत्तेजना, पहला उत्तेजित न्यूक्लियॉन भी योगदान देता है। इस प्रकार, और डी-आइसोबार स्वतंत्रता की मुख्य गैर-न्यूक्लियॉन डिग्री हैं, जो परमाणु प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण हैं। नाभिक में कई-कण बल अपेक्षाकृत छोटे होते हैं: बाध्यकारी ऊर्जा में उनका योगदान 10-15% से अधिक नहीं होता है। हालांकि, ऐसी घटनाएं हैं जहां वे डॉस खेलते हैं। भूमिका।

चौ. एल.-मैग का हिस्सा। नाभिकों की परस्पर क्रिया प्रोटॉनों के बीच कूलम्ब प्रतिकर्षण है। बड़ी दूरी पर, यह केवल प्रोटॉन के आवेशों द्वारा निर्धारित किया जाता है। एसवी इस तथ्य की ओर जाता है कि बिजली। प्रोटॉन एक बिंदु नहीं है, लेकिन 1 fm की दूरी पर वितरित किया जाता है (rms प्रोटॉन त्रिज्या 0.8 fm है; चित्र 1 देखें)। एक प्राथमिक कण का "आकार")।बिजली कम दूरी पर परस्पर क्रिया भी प्रोटॉन के अंदर आवेश वितरण पर निर्भर करती है। यह आधुनिक है। SW सिद्धांत विश्वसनीय रूप से गणना नहीं कर सकता है, लेकिन यह प्रयोगों से काफी अच्छी तरह से जाना जाता है। प्रोटॉन द्वारा इलेक्ट्रॉनों के प्रकीर्णन पर डेटा। न्यूट्रॉन सामान्य रूप से विद्युत रूप से तटस्थ होते हैं, लेकिन CB आवेश के कारण न्यूट्रॉन के अंदर भी मौजूद होता है, जिसके परिणामस्वरूप विद्युत आवेश होता है। दो न्यूट्रॉन के बीच और एक न्यूट्रॉन और एक प्रोटॉन के बीच बातचीत। मैग्न। बड़े मूल्य के कारण प्रोटॉन के बीच समान क्रम के न्यूट्रॉन के बीच बातचीत विषम चुंबकीय क्षण,वातानुकूलित एसडब्ल्यू। नाभिकों की कमजोर अंतःक्रिया वाली स्थिति कम स्पष्ट होती है। हालांकि कमजोर अंतःक्रिया सर्वविदित है, एसडब्ल्यू संबंधित अंतःक्रियात्मक स्थिरांक (विसंगत चुंबकीय क्षण के अनुरूप) और उपस्थिति के एक पुनर्सामान्यीकरण की ओर जाता है फ़ार्म के कारक।जैसा कि एल-मैग के मामले में है। बातचीत, कमजोर अंतःक्रियात्मक प्रभावों की गणना विश्वसनीय रूप से नहीं की जा सकती है, लेकिन इस मामले में वे प्रयोगात्मक रूप से भी ज्ञात नहीं हैं। 2-न्यूक्लियॉन सिस्टम में समता गैर-संरक्षण प्रभावों के परिमाण पर उपलब्ध डेटा इस बातचीत की तीव्रता को स्थापित करना संभव बनाता है, लेकिन इसकी संरचना नहीं। वहाँ कई हैं न्यूक्लियंस की कमजोर बातचीत के वैकल्पिक मॉडल, टू-राई समान रूप से 2-न्यूक्लियॉन प्रयोगों का वर्णन करते हैं, लेकिन डीकंप की ओर ले जाते हैं। परमाणु नाभिक के लिए परिणाम।

लिट.:बोहर ओ।, मोटलसन बी।, परमाणु नाभिक की संरचना, ट्रांस। अंग्रेजी से, खंड 1-2, एम., 1971-77; कैलोगरो एफ।, सिमोनोव यू। ए।, परमाणु बल, संतृप्ति और नाभिक की संरचना, में: विज्ञान का भविष्य, वी। 9, एम।, 1976। ई। ई. सपरस्टीन।

भौतिक विश्वकोश। 5 खंडों में। - एम .: सोवियत विश्वकोश. प्रधान संपादक ए.एम. प्रोखोरोव. 1988 .

देखें कि "परमाणु बल" अन्य शब्दकोशों में क्या है:

आधुनिक विश्वकोश

नाभिक में न्यूक्लियॉन (प्रोटॉन और न्यूट्रॉन) धारण करने वाले बल। परमाणु बल केवल 10 13 सेमी से अधिक की दूरी पर कार्य करते हैं और विद्युत आवेशों के परस्पर क्रिया बल से 100 1000 गुना अधिक मूल्य तक पहुँचते हैं। परमाणु बल आवेश पर निर्भर नहीं करते... बड़ा विश्वकोश शब्दकोश

परमाणु बल- परमाणु बल, नाभिक में न्यूक्लियॉन (प्रोटॉन और न्यूट्रॉन) रखने वाले बल। परमाणु बल केवल 10 13 सेमी से अधिक की दूरी पर कार्य करते हैं, विद्युत आवेशों के परस्पर क्रिया बल को 100 1000 गुना से अधिक करते हैं और नाभिक के आवेश पर निर्भर नहीं होते हैं। परमाणु बल... सचित्र विश्वकोश शब्दकोश

परमाणु हथियारों के उपयोग के साथ सैन्य कार्यों को करने के उद्देश्य से इकाइयों, संरचनाओं और संघों का सामूहिक नाम। "परमाणु बलों" की अवधारणा में शामिल हैं: विभिन्न वाहकों से लैस सैन्य संरचनाएं ... ... समुद्री शब्दकोश

परमाणु बल- सेमी … महान पॉलिटेक्निक विश्वकोश

नाभिक में न्यूक्लियॉन (प्रोटॉन और न्यूट्रॉन) धारण करने वाले बल। वे भौतिकी में ज्ञात सभी अंतःक्रियाओं का सबसे तीव्र कारण बनते हैं (मजबूत बातचीत देखें)। मैं साथ हूँ। शॉर्ट-रेंज हैं (उनकी क्रिया की त्रिज्या परमाणु बल 10 13 सेमी है, ... ... महान सोवियत विश्वकोश

परमाणु बल- परमाणु नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को बांधने वाली छोटी दूरी की ताकतें; प्रभारी स्वतंत्रता संपत्ति है। [एएस गोल्डबर्ग। अंग्रेजी रूसी ऊर्जा शब्दकोश। 2006] सामान्य एन परमाणु बलों में विषय ऊर्जा… तकनीकी अनुवादक की हैंडबुक

हमारा कार्य:उपलब्ध प्रायोगिक आंकड़ों से उत्पन्न होने वाले परमाणु बलों के मूल गुणों से परिचित होना।

आइए परमाणु बलों के ज्ञात गुणों को सूचीबद्ध करके शुरू करें, ताकि बाद में हम उनके औचित्य के लिए आगे बढ़ सकें:

• ये आकर्षण बल हैं।
• वे अल्पकालिक हैं।
• ये महान परिमाण के बल हैं (विद्युत चुम्बकीय, कमजोर और गुरुत्वाकर्षण की तुलना में)।
• उनके पास संतृप्ति संपत्ति है।
• परमाणु बल परस्पर क्रिया करने वाले नाभिकों के पारस्परिक अभिविन्यास पर निर्भर करते हैं।
• वे केंद्रीय नहीं हैं।
• परमाणु बल परस्पर क्रिया करने वाले कणों के आवेश पर निर्भर नहीं करते हैं।
• वे स्पिन के पारस्परिक अभिविन्यास और कक्षीय गति पर निर्भर करते हैं।
• परमाणु बल एक विनिमय प्रकृति के होते हैं।
• कम दूरी पर ( r m) प्रतिकारक बल हैं।

इसमें कोई संदेह नहीं है कि परमाणु बल आकर्षण बल हैं। अन्यथा, प्रोटॉन के कूलम्ब प्रतिकारक बल नाभिक के अस्तित्व को असंभव बना देंगे।

परमाणु बलों की संतृप्ति संपत्ति द्रव्यमान संख्या पर विशिष्ट बाध्यकारी ऊर्जा की निर्भरता के व्यवहार से होती है (व्याख्यान देखें)।

द्रव्यमान संख्या पर प्रति न्यूक्लियॉन बाध्यकारी ऊर्जा की निर्भरता

यदि नाभिक के नाभिक अन्य सभी नाभिकों के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, तो अंतःक्रियात्मक ऊर्जा संयोजनों की संख्या के समानुपाती होगी ए 2, अर्थात ए (ए -1) / 2 ~ ए 2. तब प्रति न्यूक्लियॉन बाध्यकारी ऊर्जा के समानुपाती थी ए. वास्तव में, जैसा कि चित्र से देखा जा सकता है, यह लगभग स्थिर ~ 8 MeV है। यह नाभिक में सीमित संख्या में न्यूक्लियॉन बांड का प्रमाण है।

बाध्य अवस्था के अध्ययन से उत्पन्न गुण - ड्यूटेरॉन

ड्यूटेरॉन 2 1 एच दो न्यूक्लियॉनों की एकमात्र बाध्य अवस्था है - एक प्रोटॉन और एक न्यूट्रॉन। प्रोटॉन - प्रोटॉन और न्यूट्रॉन - न्यूट्रॉन की कोई बाध्य अवस्था नहीं है। आइए हम प्रयोगों से ज्ञात ड्यूटेरॉन के गुणों की सूची बनाएं।

• एक ड्यूटेरॉन में न्यूक्लियंस की बाध्यकारी ऊर्जा जीडी = 2.22मेव.
• कोई उत्तेजित अवस्था नहीं है।
• ड्यूटरॉन का स्पिन जे = 1, समता सकारात्मक है।
• ड्यूटेरॉन का चुंबकीय आघूर्ण μ डी = 0.86 μ i, यहां μ मैं = 5.051 10 -27जे / टी - परमाणु चुंबक।
• चतुर्भुज विद्युत क्षण धनात्मक और बराबर होता है क्यू = 2.86 10 -31मी 2.

पहले सन्निकटन में, एक ड्यूटेरॉन में न्यूक्लियंस की अन्योन्यक्रिया को एक आयताकार क्षमता कुएं द्वारा वर्णित किया जा सकता है

यहां μ - कम द्रव्यमान, बराबर μ = एम पी एम एन / (एम पी + एम एन).

फ़ंक्शन को पेश करके इस समीकरण को सरल बनाया जा सकता है = आर*Ψ(आर). प्राप्त

हम क्षेत्रों के लिए अलग से हल करते हैं आर और आर > ए(हम ध्यान में रखते हैं कि ई उस बाध्य अवस्था के लिए जिसकी हम तलाश कर रहे हैं)

गुणक बीशून्य के बराबर सेट किया जाना चाहिए, अन्यथा आर → 0तरंग क्रिया = /rअनंत में बदल जाता है; और गुणांक बी1=0, अन्यथा समाधान अलग हो जाता है आर →.

समाधान यहां क्रॉस-लिंक किए जाने चाहिए आर = ए, अर्थात। कार्यों के मूल्यों और उनके पहले डेरिवेटिव की बराबरी करें। यह देता है

चित्र.1 समीकरण का आलेखीय हल (1)

अंतिम समीकरण में मूल्यों को प्रतिस्थापित करना क, कश्मीर 1और मान लेना ई=-जीडीहम बाध्यकारी ऊर्जा से संबंधित एक समीकरण प्राप्त करते हैं गोलों का अंतर, कुएं की गहराई यू 0और इसकी चौड़ाई एक

दाहिनी ओर, बाध्यकारी ऊर्जा की लघुता को ध्यान में रखते हुए, एक छोटी ऋणात्मक संख्या है। इसलिए, कोटैंजेंट तर्क करीब है /2और इससे थोड़ा अधिक है।

यदि हम ड्यूटेरॉन की बाध्यकारी ऊर्जा का प्रयोगात्मक मूल्य लेते हैं जीडी = 2.23 MeV, फिर उत्पाद के लिए ए 2 यू 0हमें ~2.1 10-41 मीटर 2 जे मिलता है (दुर्भाग्य से, अलग से मान यू 0तथा एकप्राप्त नहीं किया जा सकता)। वाजिब सोच रहा है ए = 2 10 -15मी (न्यूट्रॉन प्रकीर्णन पर प्रयोगों के बाद, उस पर और बाद में), संभावित कुएं की गहराई के लिए हमें लगभग 33 MeV मिलता है।

हम समीकरण (1) के बाएँ और दाएँ पक्षों को . से गुणा करते हैं एकऔर सहायक चर पेश करें एक्स = कातथा वाई = के 1 ए. समीकरण (1) रूप लेता है

बुनियादी गुण।नाभिक में न्यूक्लियॉन धारण करने वाले बलों की प्रकृति अभी तक पूरी तरह से स्पष्ट नहीं हुई है। इसी समय, नाभिक के भौतिक गुणों के साथ-साथ 10 -4 से 10 11 eV तक की गतिज ऊर्जाओं की एक विस्तृत श्रृंखला में टकरावों में मुक्त नाभिकों की परस्पर क्रिया पर बहुत अधिक डेटा प्राप्त किया गया है। प्रेक्षित परिघटनाओं के विश्लेषण से नाभिकों के बीच कार्य करने वाले बलों के बारे में कुछ निष्कर्ष निकालना संभव हो जाता है, जो निम्नलिखित तक उबालते हैं। परमाणु बल शक्तिशाली आकर्षक बल होते हैं जो कम दूरी पर ही कार्य करते हैं। उनके पास संतृप्ति गुण हैं, जिसके संबंध में परमाणु बलों को जिम्मेदार ठहराया जाता है विनिमय चरित्र, परमाणु बल स्पिन पर निर्भर करते हैं, विद्युत आवेश पर निर्भर नहीं होते हैं, और केंद्रीय बल नहीं होते हैं।

नाभिक के कूलम्ब और परमाणु क्षमता।परमाणु बलों को इस अर्थ में शक्तिशाली बल कहा जाता है कि जब वे ~ 10 -13 सेमी की परमाणु दूरी पर देखे जाते हैं, तो वे कूलम्ब बलों की तुलना में कम से कम 100 गुना अधिक होते हैं, जहां वे भी बहुत बड़े होते हैं। परमाणु बलों की करीबी बातचीत से उन क्षेत्रों का तेज परिसीमन होता है जहां या तो केवल लंबी दूरी की कूलम्ब सेनाएं या केवल परमाणु बल ही प्रकट होते हैं, क्योंकि बाद वाले कूलम्ब बलों को कम दूरी पर दबाते हैं। इस मामले में, बातचीत करने वाले निकायों में से एक की उपस्थिति को शरीर के केंद्र से दूरी के एक समारोह के रूप में क्षमता के माध्यम से व्यक्त किया जाता है, और बल पहले शरीर की तरफ से दूसरे पर कार्य करता है। आर, इस बिंदु पर स्थानिक निर्देशांक के संबंध में क्षमता के व्युत्पन्न के रूप में पाया जाता है। विद्युत क्षमता φ शुल्क ज़ी(गुठली के साथ जेडप्रोटॉन) है:

कहाँ पे ε 0 विद्युत स्थिरांक है, और आवेशों की परस्पर क्रिया की संभावित ऊर्जा है ज़ीतथा इ(नाभिक और प्रोटॉन) के बराबर है:

, (2.13)

वे। क्षमता से केवल एक स्थिरांक से भिन्न होता है, और इसलिए स्थानिक निर्भरता यू (आर)तथा (आर)मिलान। इस संबंध में, संभावित ऊर्जा के बजाय आमतौर पर संभावित ऊर्जा का उपयोग किया जाता है। फिर, एक ही निर्देशांक में, कोई प्रतिनिधित्व कर सकता है विभिन्न बल, इस मामले में कूलम्ब और परमाणु। घटते निर्देशांक के साथ बढ़ रहा है आरक्षमता प्रतिकर्षण का वर्णन करती है, जबकि घटती हुई आकर्षण का वर्णन करती है। अनंत पर शून्य चुनने पर स्थितिज ऊर्जा क्रमशः प्रतिकर्षण के लिए धनात्मक और आकर्षण के लिए ऋणात्मक होती है। परस्पर क्रिया प्रोटोन एक कोर के साथ अंजीर के रूप में प्रतिनिधित्व किया जा सकता है। 2.5. परमाणु बलों की कार्रवाई की त्रिज्या की दूरी पर, अर्थात्। नाभिक के किनारे पर आर, कूलम्ब प्रतिकर्षण तुरंत आकर्षण में बदल जाता है। संभवतः स्थानिक समन्वय के क्षेत्र में आरप्रतिकर्षण से आकर्षण में संक्रमण होता है, भले ही तेजी से, लेकिन लगातार। हालांकि, से ऊर्जा में अचानक परिवर्तन यू कोइससे पहले -यू 0सच्चाई के करीब, और कुछ हद तक सन्निकटन के साथ, परमाणु क्षमता को एक आयताकार क्षमता के कुएं के रूप में दर्शाया गया है।

कूलम्ब बैरियर ऊंचाई प्रोटॉन यू k . के लिएगणना की जा सकती है क्योंकि कोर त्रिज्या का एक निश्चित मूल्य होता है। यह विभव के मान (2.12) के बराबर है आर = आर, प्रोटॉन के प्रारंभिक आवेश से गुणा किया जाता है इ:

(एमईवी), (2.14)

वे। कूलम्ब बैरियर ऊंचाई यू कोएक प्रोटॉन के लिए सबसे हल्के नाभिक के लिए लगभग 1 MeV है और यूरेनियम नाभिक के लिए 15 MeV तक पहुँचता है। कूलम्ब बैरियर के लिए α -कण आवेश के साथ 2 2 गुना अधिक।

चावल। 2.5. परमाणु और कूलम्ब क्षमता का चित्रमय प्रतिनिधित्व

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि सूत्र (2.14) द्वारा गणना की गई कूलम्ब बाधा को संदर्भित करता है बिंदुएक प्रोटॉन चार्ज के साथ कण। वास्तविक नाभिक के लिए अवरोध की गणना करते समय, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि प्रत्येक नाभिक का एक परिमित त्रिज्या होता है आर. तो ड्यूटेरियम और ट्रिटियम नाभिक का कूलम्ब अवरोध लगभग 1/3 MeV है।

कूलम्ब संभावित अवरोध धनावेशित कणों को परमाणु नाभिक के पास जाने से रोकता है और परमाणु प्रतिक्रियाओं के पाठ्यक्रम में बाधा डालता है। यदि उनकी गतिज ऊर्जा अवरोध से नीचे है, तो नाभिक से टकराने पर या तो उनका कूलम्ब प्रकीर्णन होता है, या उप-अवरोध तंत्र के कारण प्रतिक्रिया होती है।

न्यूट्रॉन में विद्युत आवेश नहीं होता है, ये कूलम्ब अन्योन्यक्रिया से मुक्त होते हैं और स्वतंत्र रूप से नाभिक के पास जाते हैं। न्यूट्रॉन की परमाणु क्षमता एक प्रोटॉन के समान होती है। इसलिए, एक न्यूट्रॉन की एक नाभिक के साथ अंतःक्रियात्मक ऊर्जा बराबर होती है:

यू=-यू 0 0 . पर< r < R

यू = 0आर> आर के लिए।

मूल्य यू 0माप उपलब्ध नहीं है और इसे सिद्धांत की विशेषता के रूप में परिभाषित किया गया है। इसकी गणना दी गई संभावित ऊर्जा से की जाती है। वास्तव में, इस तरह की गणना ड्यूटेरॉन के लिए की गई थी, एक प्रोटॉन और एक न्यूट्रॉन से युक्त सबसे सरल नाभिक, और परिणाम दिया यू 0 = 35 एमईवी। समान मूल्य नाभिक द्वारा न्यूट्रॉन के बिखरने के लिए क्रॉस सेक्शन की गणना के अनुभव के साथ समझौता सुनिश्चित करता है। अंत में, नाभिक के अंदर नाभिक की गतिज ऊर्जा को प्रोटॉन की टक्कर में कणों के उत्पादन के लिए दहलीज को कम करके निर्धारित किया गया था, पहला, मुक्त आराम करने वाले प्रोटॉन के साथ, और दूसरा, नाभिक के अंदर चलने वाले न्यूक्लियंस के साथ। यह लगभग 25 MeV के बराबर निकला, जो 8 MeV की बाध्यकारी ऊर्जा के साथ, लगभग 35 MeV की क्षमता भी देता है (चित्र 2.5 देखें)।

नाभिक के सभी न्यूक्लियंस में बहुत करीबी बाध्यकारी ऊर्जा होती है, जो सीधे स्थानिक निर्देशांक से परमाणु क्षमता की स्वतंत्रता को इंगित करती है। आखिरकार, यदि क्षमता कम हो जाती है और इसलिए, नाभिक के केंद्र के पास आने पर आकर्षण बढ़ जाता है, तो बहुत कम कुल ऊर्जा वाले राज्य मौजूद होंगे, यानी। परिधीय नाभिक की तुलना में उच्च बाध्यकारी ऊर्जा के साथ। यह विभिन्न आकारों के नाभिकों में नाभिकों की औसत बाध्यकारी ऊर्जा के मूल्य को तुरंत प्रभावित करेगा।

कर्नेल मॉडल।प्रायोगिक डेटा नाभिक के अंदर क्षमता की स्थिरता की गवाही देते हैं। और ऐसी क्षमता एक तरल बूंद की क्षमता है: स्थानिक समन्वय (यानी बल) के संबंध में व्युत्पन्न कोर के अंदर शून्य के बराबर है और सतह पर बहुत महत्व रखता है। नतीजतन, ड्रॉप न्यूक्लियस के अंदर के कणों को मुक्त के रूप में व्यवहार करना चाहिए।

हालांकि, मॉडल विवरण व्यापक नहीं है। प्रत्येक मॉडल, ड्रिप मॉडल की तरह, न्यूक्लियस की केवल कुछ विशेषताओं का वर्णन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है और मॉडल की प्रयोज्यता से परे गलत धारणाओं की ओर जाता है। साथ ही, परमाणु बलों के एक सुसंगत सिद्धांत के अभाव में मॉडल दृष्टिकोण अपरिहार्य है, और सामने रखी गई प्रत्येक समस्या को केवल अपने स्वयं के मॉडल के ढांचे के भीतर ही हल किया जा सकता है।

नाभिक में, एक क्वांटम यांत्रिक प्रणाली के रूप में, सभी न्यूक्लियॉन एक निश्चित ऊर्जा और यांत्रिक क्षण के साथ बातचीत करते हैं, और यहां तरल बूंद की कोई अराजकता नहीं हो सकती है। यह मुख्य रूप से इंगित किया गया है जादू संख्याकोर:

2, 8, 20, 50, 82, 126

यदि नाभिक के प्रोटॉन या न्यूट्रॉन की संख्या जादुई संख्याओं में से एक के साथ मेल खाती है, तो नाभिक में बंद गोले वाले सिस्टम के गुण होते हैं। प्रत्येक शेल समान या समान ऊर्जा वाले राज्यों के एक समूह का प्रतिनिधित्व करता है, और यह बंद हो जाता है यदि शेल के सभी स्तरों पर कणों का कब्जा हो। बंद गोले की एक आदर्श संरचना होती है और इसलिए वे विशेष रूप से स्थिर होते हैं। संबंधित मैजिक कोर में भी विशेष गुण होते हैं। उनकी बाध्यकारी ऊर्जा की तुलना में अधिक है एचएचनाभिक ऐसे नाभिक क्रमशः प्रोटॉन या न्यूट्रॉन को अवशोषित करने के लिए बहुत अनिच्छुक होते हैं, और जादुई संख्या से अधिक प्रोटॉन या न्यूट्रॉन में हमेशा एक विषम रूप से कम बाध्यकारी ऊर्जा होती है। स्थिति अक्रिय गैसों के आदर्श इलेक्ट्रॉनिक संयोजन से मिलती जुलती है।

नाभिकों की जादुई संख्याओं की श्रृंखला संबंधित परमाणु श्रृंखला से भिन्न होती है। जैसा कि यह निकला, उनकी विसंगति स्पिन-ऑर्बिट इंटरैक्शन के कारण होती है, जो न्यूक्लियंस के मामले में दो राज्यों की ऊर्जा में एक बड़ा अंतर उत्पन्न करती है जो कि अपने स्वयं के कक्षीय गति के सापेक्ष कण स्पिन के उन्मुखीकरण में भिन्न होती है, और है इलेक्ट्रॉनों के लिए महत्वहीन। इस बातचीत के लिए लेखांकन ने गणना द्वारा कई जादुई संख्याएं प्राप्त करना संभव बना दिया, और यह नाभिक की खोल संरचना की पुष्टि थी।

नाभिक के अंदर व्यवस्थित गति का अस्तित्व और कोशों में नाभिकों का वितरण अंजीर में क्षमता का खंडन नहीं करता है। 2.5. तरल की एक साधारण बूंद में, कण वास्तव में मुक्त होते हैं और टकराव में ऊर्जा का आदान-प्रदान करते हैं। नाभिक में, न्यूक्लियॉन सबसे कम ऊर्जा वाले राज्यों में होते हैं, और इसलिए ऊर्जा विनिमय के साथ टकराव असंभव है क्योंकि कोई अतिरिक्त ऊर्जा नहीं है। कोर पूरी तरह से जमी हुई बूंद है, जिसमें केवल कम ऊर्जा वाले राज्यों में निहित एक क्रमबद्ध गति हो सकती है।

शेल मॉडल से भू-ऊर्जा अवस्था में नाभिक से संबंधित कई तथ्यों की व्याख्या करना संभव हो जाता है। इसलिए α - भारी नाभिकों का क्षय नाभिक पर समाप्त होता है पंजाबतथा द्वि, चूंकि ये जादुई नाभिक हैं, और उनमें से एक 2 . है 08 पंजाब- डबल मैजिक कोर। एक तत्व में समस्थानिकों की सबसे बड़ी संख्या एस.एन., इसलिये उसके पास जादू है जेड = 50, और आइसोटोन की सबसे बड़ी संख्या न्यूट्रॉन 82 की जादुई संख्या से मेल खाती है। शेल मॉडल परमाणु आइसोमर्स की प्रचुरता को समझना और नाभिक के जमीनी राज्यों के लिए कुछ गणना करना संभव बनाता है।

विनिमय बल।विशिष्ट बाध्यकारी ऊर्जा की स्थिरता कणों की बातचीत के लिए क्वांटम यांत्रिक दृष्टिकोण में एक प्राकृतिक स्पष्टीकरण प्राप्त करती है। बातचीत को एक क्षमता के माध्यम से नहीं, बल्कि आभासी कणों के आदान-प्रदान के माध्यम से वर्णित किया जा सकता है, जो कि न्यूक्लियंस के लिए हैं π -मेसन। इस मामले में, बातचीत के प्रत्येक कार्य का एहसास तब होता है जब पहला न्यूक्लियॉन उत्सर्जित होता है π -मेसन और दूसरे न्यूक्लियॉन द्वारा इसका अवशोषण। एक साथ दो भागीदारों के साथ इस तरह के आदान-प्रदान की संभावना की संभावना नहीं है और उन सभी कणों के साथ महसूस नहीं किया जाता है जो बलों की कार्रवाई के दायरे में हैं। इसलिए, संतृप्ति सभी परिणामों के साथ होती है: विशिष्ट बाध्यकारी ऊर्जा की स्थिरता, मात्रा वृद्धि कणों की संख्या के अनुपात में होती है, निर्देशांक से क्षमता की स्वतंत्रता। इसलिए, वे कहते हैं कि यदि बलों को स्वाभाविक रूप से संतृप्त किया जाता है, तो उनके पास एक विनिमय चरित्र होता है। विनिमय का मतलब कोई नई ताकत नहीं है, यह बलों की अभिव्यक्ति की एक विशेषता है - विद्युत या परमाणु।

आभासी कणों का आदान-प्रदान एक कल्पित तंत्र नहीं है, न कि अंतःक्रिया के सार विवरण का एक तरीका है, बल्कि एक वास्तविक प्रक्रिया है। न्यूक्लियंस की टक्कर के दौरान प्रयोग में इसका निरीक्षण करना संभव था, क्योंकि न्यूक्लियॉन दो अलग-अलग राज्यों में प्रस्तुत किए जाते हैं: प्रोटॉन और न्यूट्रॉन। जब त्वरक 100 MeV के क्रम की ऊर्जा पर बनाए गए थे, जो कि न्यूक्लियंस (35 MeV) की अंतःक्रियात्मक ऊर्जा से बहुत अधिक है, तो यह संभव हो गया, टकराने वाले कणों के विस्तार की गति विज्ञान द्वारा, त्वरित द्रव्यमान को अलग करने के लिए लक्ष्य का द्रव्यमान बाकी है, भले ही द्रव्यमान किस कण का प्रतिनिधित्व करता है। यह पता चला कि लगभग आधे उच्च-ऊर्जा न्यूट्रॉन, प्रोटॉन से टकराने के बाद, प्रोटॉन में और लक्ष्य प्रोटॉन क्रमशः न्यूट्रॉन में बदल गए। यह केवल क्वांटम अवस्थाओं द्वारा नाभिकों के आदान-प्रदान के कारण ही संभव है, अर्थात। विनिमय बातचीत के माध्यम से।

स्पिन निर्भरता।न्यूक्लियंस का आकर्षण इस बात पर निर्भर करता है कि उनके स्पिन कैसे उन्मुख होते हैं। यदि न्यूक्लियॉन एक ही नाम के होते हैं, तो सबसे बड़ा आकर्षण उनके स्पिन के एंटीपैरेलल ओरिएंटेशन के मामले में देखा जाता है, जब उनका कुल स्पिन शून्य के बराबर होता है। न्यूक्लियंस की परस्पर क्रिया की ऐसी ही एक विशेषता बाध्यकारी ऊर्जा की जोड़ी के प्रभाव की व्याख्या करती है। इसके विपरीत, समानांतर स्पिन के साथ विपरीत न्यूक्लियंस के लिए आकर्षण अधिक प्रभावी होता है, जो विशेष रूप से, ड्यूटेरॉन की जमीनी स्थिति से संकेत मिलता है, जिसका स्पिन एकता के बराबर होता है।

ड्यूटेरॉन की बाध्यकारी ऊर्जा इतनी कम है कि संभावित कुएं के भीतर एक भी उत्तेजित स्तर नहीं है। लेकिन जैसा कि गणना से पता चला है, पहला उत्तेजित स्तर 0.07 MeV की ऊर्जा पर संभावित कुएं के किनारे के ठीक ऊपर है। यह स्तर प्रोटॉन और न्यूट्रॉन स्पिन के समानांतर-समानांतर अभिविन्यास से मेल खाता है और चूंकि इसकी ऊर्जा सकारात्मक है, इसलिए इसे महसूस नहीं किया जा सकता है। यह तथाकथित आभासी स्तर है। हालांकि, संकेतित मान के करीब एक ऊर्जा के साथ एक मुक्त न्यूट्रॉन और एक प्रोटॉन की टक्कर में, बाध्य राज्य की क्षमता अंतःक्रिया क्रॉस सेक्शन में वृद्धि की ओर ले जाती है, निश्चित रूप से केवल शून्य कुल स्पिन के लिए।

परमाणु बल भी स्पिन के परिमाण पर निर्भर करते हैं, जिसका सबसे अच्छा उदाहरण निम्न-ऊर्जा न्यूट्रॉन का प्रकीर्णन है मोलेकुलरहाइड्रोजन। एक ऑर्थोहाइड्रोजन अणु द्वारा न्यूट्रॉन स्कैटरिंग क्रॉस सेक्शन, जिसका परमाणु स्पिन एकता के बराबर है, भाप हाइड्रोजन अणु द्वारा बिखरने वाले क्रॉस सेक्शन से 30 गुना बड़ा निकला, जिसका स्पिन शून्य के बराबर है।

चार्ज स्वतंत्रता।संघट्टों के दौरान मुक्त अवस्थाओं में, और बाध्य अवस्थाओं में, दोनों नाभिकों की अन्योन्यक्रिया का गहन अध्ययन। नाभिक की संरचना में, दिखाया गया है कि परमाणु बलों के माध्यम से न्यूक्लियंस (पीपी), (पीएन), (एनएन) के जोड़े की बातचीत बिल्कुल समान है। इसलिए, परमाणु बल विद्युत आवेश पर निर्भर नहीं करते हैं।

टेंसर बल।नाभिक के विद्युत चतुर्भुज क्षण इंगित करते हैं कि परमाणु बल आवश्यक रूप से गोलाकार रूप से सममित नहीं हैं। बल नाभिक के स्पिन वेक्टर के सापेक्ष न्यूक्लियॉन के त्रिज्या वेक्टर के अभिविन्यास पर निर्भर करता है। अंजीर में क्षमता। 2.5 केंद्रीय है, और, परिणामस्वरूप, परमाणु बलों की इस विशेषता को ध्यान में नहीं रखा जाता है, जैसे कि स्पिन पर बलों की निर्भरता को ध्यान में नहीं रखा जाता है। गैर-गोलाकार क्षमता को एक टेंसर द्वारा दर्शाया जाता है, यही वजह है कि परमाणु बलों को टेंसर बल भी कहा जाता है।

थीम 3

परमाणु परिवर्तन। रेडियोधर्मिता। क्षय कानून। क्षय की विशेषताएं। अल्फा क्षय। बीटा क्षय। बुनियादी अवधारणाएं और विशेषताएं। परमाणु प्रतिक्रियाएं। ऊर्जा संरक्षण का नियम। संवेग के संरक्षण का नियम। यांत्रिक क्षण के संरक्षण का नियम। न्यूट्रॉन से जुड़ी परमाणु प्रतिक्रियाएं।