1. अणु शक्ती निरपेक्ष मूल्यात मोठ्या आहेत. ते निसर्गातील सर्व ज्ञात परस्परसंवादांपैकी सर्वात मजबूत आहेत.

आतापर्यंत, आम्हाला चार प्रकारचे परस्परसंवाद माहित आहेत:

अ) मजबूत (विभक्त) परस्परसंवाद;

b) इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक संवाद;

c) कमकुवत परस्परसंवाद, विशेषत: कणांमध्ये स्पष्टपणे दिसून येतात जे स्वतःला मजबूत आणि इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक परस्परक्रियांमध्ये (न्यूट्रिनो) प्रकट करत नाहीत;

d) गुरुत्वीय परस्परसंवाद.

उदाहरणार्थ, असे म्हणणे पुरेसे आहे की सर्वात सोप्या न्यूक्लियसची, ड्यूटरॉनची, आण्विक शक्तींमुळे बंधनकारक ऊर्जा 2.26 MeV आहे, तर सर्वात सोप्या अणूची, हायड्रोजनची, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक शक्तींमुळे बंधनकारक ऊर्जा 13.6 eV आहे.

2. आण्विक शक्ती 10 -13 सेंटीमीटरच्या अंतरावर त्यांच्याकडे आकर्षणाचा गुणधर्म आहे, तथापि, खूपच कमी अंतरावर ते तिरस्करणीय शक्तींमध्ये बदलतात. ही मालमत्ता आण्विक शक्तींमध्ये तिरस्करणीय कोरच्या उपस्थितीद्वारे स्पष्ट केली जाते. उच्च उर्जेवर प्रोटॉन-प्रोटॉन विखुरण्याच्या विश्लेषणात हे आढळून आले. आण्विक शक्तींच्या आकर्षणाचा गुणधर्म केवळ अणु केंद्रकांच्या अस्तित्वामुळे होतो.

3. आण्विक शक्तीआहेत आखूड पल्ला. त्यांच्या क्रियेची त्रिज्या 10 -13 सें.मी.ची आहे. लघु-श्रेणी गुणधर्म ड्यूटरॉन आणि α-कणांच्या बंधनकारक उर्जेच्या तुलनेतून प्राप्त झाले. तथापि, हे आधीपासून रदरफोर्डच्या न्यूक्लियसद्वारे α-कणांच्या विखुरण्यावरील प्रयोगांचे अनुसरण करते, जेथे न्यूक्लियसच्या त्रिज्याचा अंदाज ~10 -12 सेमी आहे.

4. आण्विक शक्ती विनिमय स्वरूपाच्या असतात. एक्सचेंज ही मूलत: एक क्वांटम प्रॉपर्टी आहे, ज्यामुळे टक्करमधील न्यूक्लिओन्स त्यांचे शुल्क, स्पिन आणि अगदी समन्वय एकमेकांना हस्तांतरित करू शकतात. जेव्हा इतर कण, न्यूट्रॉन, विखुरलेल्या प्रोटॉनच्या मागच्या प्रवाहात आढळतात तेव्हा प्रोटॉनद्वारे उच्च-ऊर्जा असलेल्या प्रोटॉनच्या विखुरण्याच्या प्रयोगातून एक्सचेंज फोर्सचे अस्तित्व थेट आढळते.

5. आण्विक परस्परसंवाद केवळ अंतरावरच नाही तर परस्परसंवाद करणाऱ्या कणांच्या स्पिनच्या परस्पर अभिमुखतेवर देखील अवलंबून असतो., तसेच कणांना जोडणार्‍या अक्षाशी संबंधित स्पिनच्या अभिमुखतेवर. स्पिनवर आण्विक शक्तींचे हे अवलंबित्व ऑर्थो आणि पॅराहायड्रोजनद्वारे मंद न्यूट्रॉनच्या विखुरण्याच्या प्रयोगांवरून दिसून येते.

अशा अवलंबनाचे अस्तित्व चतुर्भुज क्षणाच्या उपस्थितीमुळे देखील येते; म्हणून, अणुसंवाद मध्यवर्ती नसून टेन्सर आहे, म्हणजे. हे एकूण फिरकी आणि फिरकीच्या प्रक्षेपणाच्या परस्पर अभिमुखतेवर अवलंबून असते. उदाहरणार्थ, जेव्हा स्पिन n आणि p ओरिएंटेड असतात, तेव्हा ड्यूटरॉनची बंधनकारक ऊर्जा 2.23 MeV असते.

6. मिरर न्यूक्लीयच्या गुणधर्मांवरून (मिरर न्यूक्लीला न्यूक्ली असे म्हणतात ज्यामध्ये न्यूट्रॉन प्रोटॉनने आणि प्रोटॉनची जागा न्यूट्रॉनने घेतली आहे) असे दिसून येते की (p, p), (n, n) किंवा (n, n) यांच्यातील परस्परसंवादाची शक्ती p) समान आहेत. त्या. अस्तित्वात आण्विक शक्तींचा चार्ज सममिती गुणधर्म. आण्विक शक्तींचा हा गुणधर्म मूलभूत आहे आणि प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉन या दोन कणांमध्ये अस्तित्वात असलेली खोल सममिती दर्शवते. याला चार्ज स्वातंत्र्य (किंवा सममिती) किंवा म्हणतात समस्थानिक अंतरआणि आम्हाला प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉन या एकाच कणाच्या दोन अवस्था - न्यूक्लिओन मानण्याची परवानगी दिली. आयसोटोपिक स्पिनची ओळख हायझेनबर्गने प्रथमच पूर्णपणे औपचारिकपणे केली होती आणि सामान्यतः हे मान्य केले जाते की जेव्हा न्यूक्लिओन न्यूट्रॉन स्थितीत असते तेव्हा ते T=-1/2 आणि न्यूक्लिओन स्थितीत असताना T=+1/2 असते. प्रोटॉन स्थिती. समजा, समस्थानिक नावाची काही त्रिमितीय जागा आहे, जी नेहमीच्या कार्टेशियन स्पेसशी संबंधित नाही, तर प्रत्येक कण या स्पेसच्या उगमस्थानी स्थित आहे, जिथे तो पुढे जाऊ शकत नाही, परंतु या स्पेसमध्ये अनुक्रमे फक्त फिरतो आणि असतो. स्वतःचा कोनीय संवेग (फिरकी). प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉन हे कण वेगळ्या दिशेने असतात समस्थानिक जागाआणि 180 अंशांत फिरवल्यावर न्यूट्रॉन प्रोटॉन बनतो. समस्थानिक विसंगतीचा अर्थ असा आहे की जर या जोड्या एकाच स्थितीत असतील तर न्यूक्लिओन्सच्या कोणत्याही दोन जोड्यांमधील परस्परसंवाद समान असतो, उदा. समस्थानिक अंतराळातील परिभ्रमण अंतर्गत आण्विक परस्परसंवाद अपरिवर्तनीय असतो. आण्विक शक्तींच्या या गुणधर्माला समस्थानिक अपवर्तन म्हणतात.

7.आण्विक शक्तींमध्ये संपृक्ततेचा गुणधर्म असतो. आण्विक शक्तींच्या संपृक्ततेचा गुणधर्म या वस्तुस्थितीमध्ये प्रकट होतो की न्यूक्लियसची बंधनकारक ऊर्जा न्यूक्लियसमधील न्यूक्लियन्सच्या संख्येच्या प्रमाणात असते - ए, आणि ए 2 नाही, म्हणजे. न्यूक्लियसमधील प्रत्येक कण आजूबाजूच्या सर्व न्यूक्लिओन्सशी संवाद साधत नाही, परंतु केवळ त्यांच्या मर्यादित संख्येसह. आण्विक शक्तींचे हे वैशिष्ट्य देखील प्रकाश केंद्रकांच्या स्थिरतेचे अनुसरण करते. हे अशक्य आहे, उदाहरणार्थ, ड्यूटरॉनमध्ये अधिकाधिक नवीन कण जोडणे, फक्त एक ज्ञात आहे अशाअतिरिक्त न्यूट्रॉनसह संयोजन - ट्रिटियम. अशा प्रकारे प्रोटॉन दोन न्यूट्रॉनपेक्षा जास्त नसलेल्या बद्ध अवस्था बनवू शकतो.

8. परत 1935 मध्ये. जपानी भौतिकशास्त्रज्ञ युकावा यांनी, टॅमच्या कल्पना विकसित केल्या, असे सुचवले की अणुशक्तीसाठी जबाबदार काही इतर कण असावेत. युकावा या निष्कर्षाप्रत आला की इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक प्रमाणेच भिन्न प्रकारचे क्षेत्र असले पाहिजे, परंतु भिन्न स्वरूपाचे, ज्याने कण, मध्यवर्ती वस्तुमान, उदा. मेसन्स, नंतर प्रायोगिकरित्या शोधले गेले.

तथापि, मेसन सिद्धांत अद्याप अणुसंवादाचे समाधानकारक स्पष्टीकरण देऊ शकला नाही. मेसन सिद्धांत तिहेरी शक्तींचे अस्तित्व गृहीत धरते, म्हणजे. तीन शरीरांमध्‍ये वावरणे आणि त्‍यांच्‍यापैकी एक अनंताकडे गेल्‍यावर गायब होणे. या शक्तींच्या क्रियेची त्रिज्या सामान्य जोडलेल्या बलांपेक्षा अर्धी आहे.

या टप्प्यावर, मेसन सिद्धांत सर्वकाही स्पष्ट करू शकत नाही, आणि म्हणून आम्ही विचार करू

1. विभक्त शक्तींच्या वरील सूचीबद्ध गुणधर्मांशी संबंधित संभाव्यतेची अपूर्व निवड हा पहिला दृष्टीकोन आहे आणि दुसरा दृष्टीकोन शिल्लक आहे.

2. मेसन फील्डच्या गुणधर्मांमध्ये आण्विक शक्ती कमी करणे.

या प्रकरणात, आम्ही पहिल्या मार्गासह ड्यूटरॉनच्या प्राथमिक सिद्धांताचा विचार करू.

आण्विक शक्ती(eng. न्यूक्लियर फोर्स) ही अणु केंद्रकातील न्यूक्लिअन्सच्या परस्परसंवादाची शक्ती आहे. न्यूक्लिओन्समधील वाढत्या अंतराने ते झपाट्याने कमी होतात आणि 10 -12 सेमीपेक्षा जास्त अंतरावर जवळजवळ अदृश्य होतात.

प्राथमिक कणांच्या क्षेत्र सिद्धांताच्या दृष्टिकोनातून, अणुशक्ती ही मुख्यत्वे नजीकच्या झोनमधील न्यूक्लिओन्सच्या चुंबकीय क्षेत्रांच्या परस्परसंवादाची शक्ती असते. मोठ्या अंतरावर, अशा परस्परसंवादाची संभाव्य ऊर्जा 1/r 3 कायद्यानुसार कमी होते - हे त्यांचे अल्प-श्रेणीचे स्वरूप स्पष्ट करते. अंतरावर (3 ∙10 -13 सेमी) आण्विक शक्ती प्रबळ बनतात आणि (9.1 ∙10 -14 सेमी) पेक्षा कमी अंतरावर ते आणखी शक्तिशाली प्रतिकारक शक्तींमध्ये बदलतात. दोन प्रोटॉनच्या विद्युत आणि चुंबकीय क्षेत्रांच्या परस्परसंवादाच्या संभाव्य उर्जेचा आलेख, आण्विक शक्तींची उपस्थिती दर्शवितो, आकृतीमध्ये दर्शविला आहे.

प्रोटॉन - प्रोटॉन, प्रोटॉन - न्यूट्रॉन आणि न्यूट्रॉन - न्यूट्रॉनचे परस्परसंवाद काहीसे वेगळे असतील कारण प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉनच्या चुंबकीय क्षेत्रांची रचना भिन्न आहे.

आण्विक शक्तींचे अनेक मूलभूत गुणधर्म आहेत.

1. आण्विक शक्ती ही आकर्षण शक्ती आहेत.

2. आण्विक शक्ती लहान अभिनय आहेत. त्यांची क्रिया केवळ 10-15 मीटरच्या अंतरावर प्रकट होते.

न्यूक्लिओन्स i मधील अंतर वाढल्याने, अणुशक्ती झपाट्याने शून्यापर्यंत कमी होते आणि त्यांच्या क्रियेच्या त्रिज्या (1.5 2.2) 1 0 ~ 15 मीटरपेक्षा लहान अंतरावर, ते अंदाजे 100 पट जास्त असतात. समान अंतरावर प्रोटॉन दरम्यान कार्य करणारे कूलॉम्ब बल.

3. आण्विक शक्ती चार्ज स्वातंत्र्य प्रदर्शित करतात: दोन न्यूक्लिओन्समधील आकर्षण स्थिर असते आणि ते न्यूक्लिओन्स (प्रोटॉन किंवा न्यूट्रॉन) च्या चार्ज स्थितीवर अवलंबून नसते. याचा अर्थ असा की आण्विक शक्ती गैर-इलेक्ट्रॉनिक स्वरूपाच्या असतात.

आण्विक शक्तींचे चार्ज स्वातंत्र्य मिरर न्यूक्लीमधील बंधनकारक उर्जेच्या तुलनेत पाहिले जाते. तथाकथित केंद्रक, ज्यामध्ये न्यूक्लिओन्सची एकूण संख्या समान असते, एकामधील प्रोटॉनची ही संख्या दुसऱ्यामधील न्यूट्रॉनच्या संख्येइतकी असते.

4. अणु शक्तींमध्ये संपृक्ततेचा गुणधर्म असतो, म्हणजेच न्यूक्लियसमधील प्रत्येक न्यूक्लिओन केवळ त्याच्या जवळच्या मर्यादित संख्येच्या न्यूक्लिओन्सशी संवाद साधतो. संपृक्तता स्वतःला या वस्तुस्थितीमध्ये प्रकट करते की न्यूक्लियसमधील न्यूक्लिओन्सची विशिष्ट बंधनकारक ऊर्जा न्यूक्लिओन्सच्या संख्येत वाढीसह स्थिर राहते. आण्विक शक्तींचे जवळजवळ संपूर्ण संपृक्तता ए-कणाच्या सहाय्याने प्राप्त होते, जे खूप स्थिर आहे.

5. आण्विक शक्ती परस्परसंवादी न्यूक्लिओन्सच्या स्पिनच्या परस्पर अभिमुखतेवर अवलंबून असतात.

6. आण्विक शक्ती मध्यवर्ती नसतात, म्हणजेच ते परस्परसंवादी न्यूक्लिओन्सच्या केंद्रांना जोडणाऱ्या रेषेवर कार्य करत नाहीत.

आण्विक शक्तींची जटिलता आणि संदिग्ध स्वरूप, तसेच न्यूक्लियसच्या सर्व न्यूक्लियन्सच्या गतीची समीकरणे अचूकपणे सोडवण्याची अडचण (अ द्रव्यमान संख्या असलेले केंद्रक ही ए शरीराची एक प्रणाली आहे, यामुळे आम्हाला एकसंध विकसित होऊ दिले नाही. आजपर्यंतच्या अणु केंद्रकाचा सुसंगत सिद्धांत.

35. किरणोत्सर्गी क्षय. किरणोत्सर्गी परिवर्तनाचा नियम.

किरणोत्सर्गी क्षय(lat पासून. त्रिज्या"बीम" आणि सक्रिय"प्रभावी") - प्राथमिक कण किंवा आण्विक तुकड्यांचे उत्सर्जन करून अस्थिर अणु केंद्रके (चार्ज Z, वस्तुमान क्रमांक A) च्या रचनेत उत्स्फूर्त बदल. किरणोत्सर्गी क्षय प्रक्रियेला देखील म्हणतात किरणोत्सर्गीता, आणि संबंधित घटक किरणोत्सर्गी आहेत. किरणोत्सर्गी केंद्रक असलेल्या पदार्थांना किरणोत्सर्गी देखील म्हणतात.

हे स्थापित केले गेले आहे की 82 पेक्षा जास्त अणुक्रमांक असलेले सर्व रासायनिक घटक (म्हणजे, बिस्मथपासून सुरू होणारे), आणि बरेच हलके घटक (प्रोमेथियम आणि टेकनेटियममध्ये स्थिर समस्थानिक नाहीत आणि काही घटक, जसे की इंडियम, पोटॅशियम किंवा कॅल्शियम, नैसर्गिक समस्थानिकांचा काही भाग स्थिर असतो, तर इतर किरणोत्सर्गी असतात).

नैसर्गिक रेडिओएक्टिव्हिटी- निसर्गात आढळणाऱ्या घटकांच्या केंद्रकांचा उत्स्फूर्त क्षय.

कृत्रिम रेडिओएक्टिव्हिटी- संबंधित आण्विक अभिक्रियांद्वारे कृत्रिमरित्या प्राप्त केलेल्या घटकांच्या केंद्रकांचा उत्स्फूर्त क्षय.

किरणोत्सर्गी क्षय- वेळेवर किरणोत्सर्गी क्षयची तीव्रता आणि नमुन्यातील किरणोत्सर्गी अणूंची संख्या यांचे अवलंबित्व वर्णन करणारा एक भौतिक कायदा. फ्रेडरिक सोडी आणि अर्नेस्ट रदरफोर्ड यांनी शोधले

कायदा प्रथम म्हणून तयार करण्यात आला :

सर्व प्रकरणांमध्ये जेव्हा किरणोत्सर्गी उत्पादनांपैकी एक वेगळे केले गेले आणि त्याच्या क्रियाकलापाचा अभ्यास केला गेला, ज्या पदार्थापासून ते तयार केले गेले त्या पदार्थाची किरणोत्सर्गीता विचारात न घेता, असे आढळून आले की सर्व अभ्यासांमधील क्रियाकलाप भौमितिक प्रगतीच्या नियमानुसार कालांतराने कमी होतो.

कशापासून बर्नौलीची प्रमेये शास्त्रज्ञ निष्कर्ष काढला [ स्रोत अनिर्दिष्ट 321 दिवस ] :

परिवर्तनाचा दर नेहमी परिवर्तन न झालेल्या प्रणालींच्या संख्येच्या प्रमाणात असतो.

कायद्याची अनेक सूत्रे आहेत, उदाहरणार्थ, विभेदक समीकरणाच्या स्वरूपात:

याचा अर्थ असा की थोड्याच कालावधीत झालेल्या क्षयांची संख्या नमुन्यातील अणूंच्या संख्येच्या प्रमाणात असते.

न्यूक्लियर फोर्सेस

न्यूक्लियर फोर्सेस

भौतिक विश्वकोशीय शब्दकोश. - एम.: सोव्हिएत एनसायक्लोपीडिया. . 1983 .

न्यूक्लियर फोर्सेस

न्यूक्लिओन्समधील परस्परसंवादाची शक्ती; इतर प्रणालींच्या तुलनेत मोठ्या प्रमाणात परमाणु बंधनकारक ऊर्जा प्रदान करते. मी सोबत आहे. सर्वात जास्त आहेत एक महत्त्वाचे आणि सामान्य उदाहरण मजबूत संवाद(एसव्ही). एकदा या संकल्पना समानार्थी होत्या, आणि "" हा शब्द स्वतःच Ya च्या प्रचंड विशालतेवर जोर देण्यासाठी सादर केला गेला. निसर्गात ज्ञात असलेल्या इतर शक्तींच्या तुलनेत: el.-magnet., कमकुवत, गुरुत्वाकर्षण. उघडल्यानंतर पी -, आर - आणि इ. मेसन्स, हायपरॉन इ. हॅड्रोन्स"मजबूत" हा शब्द व्यापक अर्थाने वापरला जाऊ लागला - हॅड्रॉन्सचा परस्परसंवाद म्हणून. 1970 मध्ये क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स(QCD) ने स्वतःला सार्वत्रिक मान्यताप्राप्त सूक्ष्मदर्शक म्हणून स्थापित केले आहे. SW सिद्धांत. या सिद्धांतानुसार, संमिश्र कण असतात क्वार्कआणि ग्लुऑन,आणि NE अंतर्गत या निधीचा परस्परसंवाद समजू लागला. कण

दुसरीकडे, या. कारण न्यूक्लिओन्समधील परस्परसंवादाच्या शक्तींमध्ये केवळ SW नाही तर el.-magnet., कमकुवत आणि गुरुत्वाकर्षणाचाही समावेश होतो. न्यूक्लिओन्सचे परस्परसंवाद. आधुनिक दृष्टिकोनातून सिद्धांत, el.-mag. आणि कमकुवत परस्परसंवाद हे एक, अधिक मूलभूत, विद्युत कमकुवत संवाद.तथापि, त्या स्पेस-टाइम स्केलसह (~10 -13 cm, ~10 -23 s), ज्यासह ते सामान्यतः अणू केंद्रकांशी व्यवहार करतात, एल.-मॅगचे एकल स्वरूप. आणि कमकुवत शक्ती व्यावहारिकरित्या प्रकट होत नाहीत आणि त्यांना स्वतंत्र मानले जाऊ शकते. हे परस्परसंवाद, SW पेक्षा खूपच कमकुवत असल्याने, बहुतेक आण्विक प्रक्रियांमध्ये नगण्य आहेत, परंतु जेव्हा त्यांची भूमिका निर्णायक बनते तेव्हा परिस्थिती शक्य आहे. तर, el.-mag. परस्परसंवाद (ज्यापैकी सर्वात मोठा भाग म्हणजे प्रोटॉनमधील कुलॉम्ब प्रतिकर्षण), SW विपरीत, दीर्घ-श्रेणी आहे. त्यामुळे त्यावर अटीतटीची स्थिती आहे. कूलॉम्ब न्यूक्लियस कणांच्या संख्येसह वाढतो परंतुन्यूक्लियसमध्ये नकारात्मक पेक्षा वेगाने. SW मुळे अणुऊर्जेचा भाग. परिणामी, जड केंद्रक मोठ्या प्रमाणात बनतात परंतुअस्थिर - प्रथम विभाजनाच्या संबंधात (पहा. केंद्रकीय विभाजन)आणि नंतर पूर्णपणे अस्थिर. तर कमकुवत संवादन्यूक्लिओन्स, न्यूक्लिओन-न्यूक्लिओन स्कॅटरिंग आणि इतर आण्विक घटनांमध्ये पॅरिटी अ-संरक्षण सारखी घटना संबंधित आहे (पहा. न्यूक्लीमध्ये समानता असंरक्षण).गुरुत्वाकर्षण सर्व आण्विक घटनांमध्ये न्यूक्लिओन्स दरम्यान कार्य करणारी शक्ती नगण्यपणे लहान आहेत आणि केवळ खगोल भौतिकशास्त्रात लक्षणीय आहेत. अटी (पहा न्यूट्रॉन).

याचा आधार. न्यूक्लिओन्सचा मजबूत संवाद आहे. न्यूक्लीयमधील न्यूक्लिओन्सचा मजबूत परस्परसंवाद मुक्त न्यूक्लिओन्सच्या परस्परसंवादापेक्षा वेगळा आहे, परंतु नंतरचा पाया आहे ज्यावर अणुऊर्जेचा संपूर्ण सिद्धांत बांधला जातो. हा संवाद आहे समस्थानिक अंतर.त्याचे सार असे आहे की 2 न्यूट्रॉन, 2 प्रोटॉन किंवा प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉनमधील समान क्वांटम अवस्थेतील परस्परसंवाद समान आहे. म्हणून, आपण कोणत्या न्यूक्लिओन्सबद्दल बोलत आहोत हे निर्दिष्ट न करता न्यूक्लिओन्समधील परस्परसंवादाबद्दल बोलू शकतो (हे देखील पहा समस्थानिक अंतरआण्विक शक्ती). मी सोबत आहे. कमी-श्रेणी आहेत (त्यांच्या क्रियेची त्रिज्या ~10 -13 सें.मी. आहे) आणि संपृक्ततेचा गुणधर्म आहे, जे न्यूक्लियसमधील न्यूक्लिओन्सच्या संख्येत वाढ झाल्यामुळे, sp. न्यूक्लिओन्स अंदाजे स्थिर राहतात (चित्र 1). त्यामुळे अस्तित्वाची शक्यता निर्माण होते आण्विक पदार्थ.

न्यूक्लियसमधील न्यूक्लिअन्स, नियमानुसार, तुलनेने कमी वेगाने (प्रकाशाच्या वेगापेक्षा 3-4 पट कमी) हलत असल्याने, न्यूक्लियसमध्ये एसडब्ल्यू न्यूक्लिओन्सचे मॉडेल तयार करण्यासाठी, कोणीही असापेक्षतावादी सिद्धांत वापरू शकतो आणि त्याचे अंदाजे वर्णन करू शकतो. संभाव्यतेनुसार, जे अंतर f-tion आहे आरन्यूक्लिओन्स दरम्यान. Coulomb आणि गुरुत्वाकर्षणाच्या विरुद्ध संभाव्यता, अंतराच्या व्यस्त प्रमाणात, I. सह. च्या वर अवलंबून असणे आरजास्त कठीण. याव्यतिरिक्त, या च्या संभाव्य. न्यूक्लिओन स्पिन आणि ऑर्बिटल गती यावर अवलंबून असते एलन्यूक्लिओन्सची सापेक्ष गती.

सापेक्षतावादी संभाव्य या. अनेक समाविष्टीत आहे घटक: मध्यवर्ती व्ही सी,टेन्सर व्ही टी,फिरकी-कक्षीय VLSआणि चतुर्भुज स्पिन-ऑर्बिट क्षमता VLL.नायब. त्यापैकी सर्वात महत्वाचा - मध्यवर्ती - कमी अंतरावर (म्हणजे, अणु पदार्थ) मजबूत प्रतिकर्षणाचे संयोजन आहे. अनंत ("हार्ड") कोर (उदाहरणार्थ, हमाडा - जॉन्स्टनची अपूर्व क्षमता), तसेच अधिक वास्तववादी असलेले SW न्यूक्लिओन्सचे मॉडेल आहेत. मर्यादित ("सॉफ्ट") कोर असलेले मॉडेल (उदा. रीड पोटेंशिअल, अंजीर 2). फसवणूक पासून. 1950 चे दशक Ya ची क्षमता निर्माण करण्याचा प्रयत्न केला गेला. मेसन-न्यूक्लिओन परस्परसंवादाच्या फील्ड सिद्धांतावर आधारित. अशा सिद्धांताच्या स्पष्ट अडचणी परस्परसंवादाच्या मोठ्या शक्तीशी आणि विपर्यास सिद्धांत आणि त्यावर आधारित पद्धतींच्या अयोग्यतेशी संबंधित आहेत. एक अतिशय लोकप्रिय अर्ध-अपूर्व घटना मेसन-न्यूक्लिओन फील्ड सिद्धांताच्या संकल्पनांवर आधारित "वन-बोसॉन एक्सचेंज" ची क्षमता, परंतु वन-मेसॉन एक्सचेंजचे सर्वात सोपे मॉडेल वापरून. हे ज्ञात व्यतिरिक्त, दरम्यानचे अंतर येथे आकर्षण वर्णन करण्यासाठी की बाहेर वळले mesons p, p, w,... शिवाय अस्तित्वात नसलेल्या s-meson च्या देवाणघेवाणीचा परिचय करून देतो, ज्याचा अर्थ eff म्हणून केला जातो. दोन p-meson च्या देवाणघेवाण साठी लेखा. मेसन-न्यूक्लिओन परस्परसंवाद स्थिरांक अपूर्व मानण्यात आले. पॅरामीटर्स, जे निवडले गेले जेणेकरून संभाव्य प्रयोगाचे वर्णन केले जाईल. न्यूक्लिओन-न्यूक्लिओन स्कॅटरिंगचे टप्पे. डब्ल्यू- आणि आर-मेसन्स हे कमी-श्रेणीच्या प्रतिकर्षणासाठी आणि लांब पल्ल्याच्या आकर्षणासाठी जबाबदार असल्याचे दिसून आले - pi meson.वन-पिओन एक्सचेंज टर्म मध्यवर्ती आणि टेन्सर संभाव्यतेमध्ये योगदान देते:

कुठे f p NN- pion-nucleon परस्पर क्रिया स्थिर, ट p - pion वस्तुमान, l= सह/मी p = 1.4 fm - कॉम्प्टन तरंगलांबी peony, a s 1 , s 2 - फिरकी पाउली मॅट्रिक्स.अभिव्यक्ती (1), (2) वरून पाहिल्याप्रमाणे, एक-पायन एक्सचेंज संभाव्यता pion कॉम्प्टन लांबीच्या क्रमाने काही अंतरावर वेगाने कमी होते. डॉ. वन-बोसॉन एक्सचेंज संभाव्यतेच्या अटींमध्ये समान घातांक प्रकार असतो. घटक, परंतु संबंधित बोसॉनच्या कॉम्प्टन लांबीसह, अनेकांमध्ये राई. pion पेक्षा पटीने लहान. अशा अंतरावर अनेकांची देवाणघेवाण होते. pions एका जड मेसनच्या देवाणघेवाणीइतकेच महत्त्वपूर्ण असू शकतात. हेवी मेसन्सच्या देवाणघेवाणीशी संबंधित अटी सेमीफेनोमेनोलॉजिकल का समजल्या जातात हे स्पष्ट करते. त्याच वेळी, संभाव्य I. चे स्वरूप, मोठ्या अंतरावर, यात काही शंका नाही, अभिव्यक्ती (1), (2) द्वारे वर्णन केले आहे. ऐसें अचिंतासी सर्व, अपवाद न करता, एक प्रकारचा अभूतपूर्व आहे. क्षमता सध्या नायब. तथाकथित. पॅरिसियन आणि बॉन पोटेंशिअल, टू-राई phenomenological वैशिष्ट्ये एकत्र. सॉफ्ट-कोर संभाव्यता आणि एक-बोसॉन विनिमय क्षमता.

आधुनिक QCD वर आधारित SW च्या स्वरूपाच्या संकल्पनांमुळे QCD च्या चौकटीत न्यूक्लिओन्सच्या SW संभाव्यतेची गणना करण्याची समस्या निर्माण झाली आहे, परंतु ती अद्याप सोडविली गेली नाही, कारण एका न्यूक्लिओनचा सिद्धांत तयार करण्याची सोपी समस्या देखील सोडविली गेली नाही. . अनेक आहेत क्वार्क मॉडेलहॅडरॉन्स, ज्यापैकी सर्वात जास्त. डिकॉम्पमधील पिशव्यांचे ज्ञात मॉडेल. पर्याय हे एखाद्याला तिरस्करणीय कोरचे स्वरूप गुणात्मकपणे समजून घेण्यास, तिची त्रिज्या आणि उंचीचा अंदाज घेण्यास अनुमती देते, परंतु मोठ्या अंतरावर संभाव्यतेचे स्वरूप मोजण्याची परवानगी देत ​​​​नाही. क्यूसीडीच्या दृष्टिकोनातून, एसडब्ल्यू न्यूक्लिओन्सच्या संभाव्यतेच्या निर्मितीमध्ये मेसॉनची स्थिती (पी-मेसन वगळता) हा एक मोठा प्रश्न आहे: न्यूक्लिओन्समधील जड मेसॉनची देवाणघेवाण अशा लहान प्रमाणात होते. अंतर जे त्यांच्या क्वार्क-ग्लुऑनचे स्वरूप लक्षणीय बनते. QCD SW सिद्धांतातील एक विशेष स्थान p meson चे आहे. आधुनिक मते प्रेझेंटेशन, हे सामूहिक व्हॅक्यूम म्हणून समजले जाते, ज्यामध्ये मोठ्या संख्येने क्वार्क-अँटीक्वार्क असतात ( सोन्याचा दगड, QCD मध्ये उत्स्फूर्त अशांतीशी संबंधित चिरल सममिती).म्हणून, सर्वात आधुनिक मध्ये मॉडेल्समध्ये, इतर सर्व हॅड्रॉन्समध्ये कमी संख्येने क्वार्क (अँटीक्वार्क, ग्लुऑन) असतात असे मानले जाते आणि एन-मेसन स्वतंत्र कण म्हणून देखील सादर केले जाते. या दृष्टिकोनातून, न्यूक्लिओन परस्परसंवाद संभाव्यतेच्या "शेपटी" चे वर्णन करणारी क्षमता (1), (2) ची स्थिती समजण्याजोगी आहे.

कारण cf. न्यूक्लियसमधील न्यूक्लिअन्समधील अंतर (1.8 fm) न्यूक्लियसच्या क्रियेच्या त्रिज्यापेक्षा जास्त नसल्यामुळे, न्यूक्लियसमध्ये अनेक-कण (प्रामुख्याने 3-कण) बल असतात जे क्वार्क आणि ग्लुऑन यांच्यातील देवाणघेवाणमुळे उद्भवतात. . nucleons जवळजवळ एकाच वेळी. हॅड्रॉन्सच्या संदर्भात, हे मेसॉन एक्सचेंजच्या अशा प्रक्रियांशी संबंधित आहे, उदाहरणार्थ, तीन न्यूक्लिओन्स, ज्याला सलग जोडी एक्सचेंजच्या संचापर्यंत कमी करता येत नाही. छ. 3-कण शक्तींच्या निर्मितीमध्ये p-mesons आणि प्राणी यांच्या देवाणघेवाणीद्वारे भूमिका बजावली जाते. डी-आयसोबारचे आभासी उत्तेजन, पहिले उत्तेजित न्यूक्लिओन, देखील योगदान देते. अशा प्रकारे, आणि डी-आयसोबार हे स्वातंत्र्याचे मुख्य नॉन-न्यूक्लिओन अंश आहेत, जे अणु प्रक्रियेमध्ये महत्त्वपूर्ण आहेत. न्यूक्लीमध्ये अनेक-कण बल तुलनेने लहान आहेत: बंधनकारक उर्जेमध्ये त्यांचे योगदान 10-15% पेक्षा जास्त नाही. तथापि, अशा घटना आहेत जिथे ते डॉस खेळतात. भूमिका

छ. el.-mag चा भाग. न्यूक्लिओन्सचा परस्परसंवाद म्हणजे प्रोटॉनमधील कुलॉम्ब प्रतिकर्षण होय. मोठ्या अंतरावर, हे केवळ प्रोटॉनच्या शुल्काद्वारे निर्धारित केले जाते. SV खरं ठरतो की विद्युत. प्रोटॉन हा एक बिंदू नाही, परंतु 1 fm च्या अंतरावर वितरित केला जातो (rms प्रोटॉन त्रिज्या 0.8 fm आहे; चित्र पहा. प्राथमिक कणाचा "आकार").इलेक्ट्रिक कमी अंतरावरील परस्परसंवाद देखील प्रोटॉनमधील चार्ज वितरणावर अवलंबून असतो. हे आधुनिक आहे. SW सिद्धांत विश्वासार्हपणे गणना करू शकत नाही, परंतु प्रयोगांवरून ते बर्‍यापैकी ज्ञात आहे. प्रोटॉनद्वारे इलेक्ट्रॉनच्या विखुरण्यावरील डेटा. न्यूट्रॉन हे सर्वसाधारणपणे विद्युतदृष्ट्या तटस्थ असतात, परंतु न्यूट्रॉनच्या आत CB चार्जमुळे देखील अस्तित्वात असते, परिणामी विद्युत चार्ज होतो. दोन न्यूट्रॉन आणि न्यूट्रॉन आणि प्रोटॉनमधील परस्परसंवाद. Magn. मोठ्या मूल्यामुळे, प्रोटॉनमधील समान क्रमाच्या न्यूट्रॉनमधील परस्परसंवाद विसंगत चुंबकीय क्षण,कंडिशन केलेले SW. न्यूक्लिओन्सच्या कमकुवत परस्परसंवादाची परिस्थिती कमी स्पष्ट आहे. कमकुवत परस्परसंवाद सुप्रसिद्ध असला तरी, SW मुळे संबंधित परस्परसंवाद स्थिरांक (विसंगत चुंबकीय क्षणाशी साधर्म्य असलेले) आणि स्वरूपाचे पुनर्सामान्यीकरण होते. फॉर्म घटक. el.-mag च्या बाबतीत. परस्परसंवाद, कमकुवत परस्परसंवादाचे परिणाम विश्वसनीयरित्या मोजले जाऊ शकत नाहीत, परंतु या प्रकरणात ते प्रायोगिकरित्या देखील ज्ञात नाहीत. 2-न्यूक्लिओन सिस्टीममधील पॅरिटी नॉन-कन्झर्वेशनच्या प्रभावांच्या परिमाणावरील उपलब्ध डेटामुळे या परस्परसंवादाची तीव्रता स्थापित करणे शक्य होते, परंतु त्याची रचना नाही. अनेक आहेत न्यूक्लिओन्सच्या कमकुवत परस्परसंवादाचे पर्यायी मॉडेल, टू-राई 2-न्यूक्लिओन प्रयोगांचे तितकेच चांगले वर्णन करतात, परंतु भिन्नता निर्माण करतात. आण्विक केंद्रकांचे परिणाम.

लिट.:बोहर ओ., मोटेलसन बी., अणू केंद्रक, ट्रान्स. इंग्रजीतून, खंड 1-2, एम., 1971-77; कॅलोजेरो एफ., सिमोनोव्ह यू. ए., न्यूक्लियर फोर्स, संपृक्तता आणि केंद्रकांची रचना, इन: द फ्यूचर ऑफ सायन्स, वि. 9, एम., 1976. ई. ई. सॅपरस्टीन.

भौतिक विश्वकोश. 5 खंडांमध्ये. - एम.: सोव्हिएत एनसायक्लोपीडिया. मुख्य संपादक ए.एम. प्रोखोरोव. 1988 .

इतर शब्दकोशांमध्ये "न्यूक्लियर फोर्सेस" म्हणजे काय ते पहा:

आधुनिक विश्वकोश

न्यूक्लियसमध्ये न्यूक्लिओन्स (प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉन) धारण करणारी शक्ती. आण्विक शक्ती केवळ 10 13 सेंटीमीटरपेक्षा जास्त अंतरावर कार्य करतात आणि विद्युत शुल्काच्या परस्परसंवादाच्या शक्तीपेक्षा 100 1000 पट जास्त मूल्यापर्यंत पोहोचतात. अण्वस्त्र शक्ती चार्जवर अवलंबून नसतात ... ... मोठा विश्वकोशीय शब्दकोश

आण्विक शक्ती- न्यूक्लियर फोर्सेस, न्यूक्लियसमध्ये न्यूक्लिओन्स (प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉन) धारण करणारी शक्ती. आण्विक शक्ती केवळ 10 13 सेंटीमीटरपेक्षा जास्त अंतरावर कार्य करतात, विद्युत शुल्काच्या परस्परसंवादाच्या शक्तीपेक्षा 100 1000 पट जास्त असतात आणि न्यूक्लिओन्सच्या शुल्कावर अवलंबून नसतात. आण्विक शक्ती... इलस्ट्रेटेड एनसायक्लोपेडिक डिक्शनरी

अण्वस्त्रांचा वापर करून लष्करी कार्ये करण्याच्या उद्देशाने युनिट्स, फॉर्मेशन्स आणि संघटनांचे एकत्रित नाव. "न्यूक्लियर फोर्सेस" च्या संकल्पनेत हे समाविष्ट आहे: विविध वाहकांसह सशस्त्र लष्करी रचना ... ... सागरी शब्दकोश

न्यूक्लियर फोर्सेस- सेमी … ग्रेट पॉलिटेक्निक एनसायक्लोपीडिया

न्यूक्लियसमध्ये न्यूक्लिओन्स (प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉन) धारण करणारी शक्ती. ते भौतिकशास्त्रात ज्ञात असलेल्या सर्व परस्परसंवादांपैकी सर्वात तीव्र असतात (सशक्त परस्परसंवाद पहा). मी सोबत आहे. कमी-श्रेणी आहेत (त्यांच्या क्रियेची त्रिज्या न्यूक्लियर फोर्स 10 13 सेमी आहे, ... ... ग्रेट सोव्हिएत एनसायक्लोपीडिया

आण्विक शक्ती- अणु केंद्रकांमध्ये प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉनला बांधून ठेवणारी शॉर्ट-रेंज फोर्स; शुल्क स्वातंत्र्य मालमत्ता आहे. [ए.एस. गोल्डबर्ग. इंग्रजी रशियन ऊर्जा शब्दकोश. 2006] विषय उर्जा सर्वसाधारणपणे EN आण्विक शक्ती … तांत्रिक अनुवादकाचे हँडबुक

आमचे कार्य:उपलब्ध प्रायोगिक डेटामधून उद्भवलेल्या आण्विक शक्तींच्या मूलभूत गुणधर्मांशी परिचित होण्यासाठी.

चला आण्विक शक्तींच्या ज्ञात गुणधर्मांची यादी करून प्रारंभ करूया, जेणेकरून नंतर आपण त्यांच्या औचित्याकडे जाऊ शकू:

• या आकर्षण शक्ती आहेत.
• ते अल्पायुषी आहेत.
• ही प्रचंड शक्ती आहेत (विद्युत चुंबकीय, कमकुवत आणि गुरुत्वाकर्षणाच्या तुलनेत).
• त्यांच्याकडे संपृक्तता गुणधर्म आहे.
• आण्विक शक्ती परस्परसंवादी न्यूक्लिओन्सच्या परस्पर अभिमुखतेवर अवलंबून असतात.
• ते मध्यवर्ती नाहीत.
• आण्विक शक्ती कणांच्या परस्परसंवादाच्या शुल्कावर अवलंबून नाहीत.
• ते फिरकीच्या परस्पर अभिमुखतेवर आणि कक्षीय गतीवर अवलंबून असतात.
• आण्विक शक्ती विनिमय स्वरूपाच्या असतात.
• कमी अंतरावर ( r m) तिरस्करणीय शक्ती आहेत.

अणुशक्ती ही आकर्षणाची शक्ती आहे यात शंका नाही. अन्यथा, प्रोटॉनच्या कुलॉम्ब तिरस्करणीय शक्तींमुळे केंद्रकांचे अस्तित्व अशक्य होईल.

आण्विक शक्तींची संपृक्तता गुणधर्म वस्तुमान संख्येवरील विशिष्ट बंधनकारक उर्जेच्या अवलंबनाच्या वर्तनातून येते (व्याख्यान पहा).

वस्तुमान संख्येवर प्रति न्यूक्लिओन बंधनकारक ऊर्जेचे अवलंबन

जर न्यूक्लियसमधील न्यूक्लिओन्स इतर सर्व न्यूक्लिओन्सशी संवाद साधत असतील, तर परस्परसंवादाची उर्जा त्यांच्या संयोगांच्या संख्येच्या प्रमाणात असेल ए 2, म्हणजे A(A-1)/2~A2. नंतर बंधनकारक ऊर्जा प्रति न्यूक्लिओन च्या प्रमाणात होती ए. खरं तर, आकृतीवरून पाहिल्याप्रमाणे, ते अंदाजे स्थिर ~8 MeV आहे. न्यूक्लियसमधील न्यूक्लिओन बंधांच्या मर्यादित संख्येचा हा पुरावा आहे.

बद्ध अवस्थेच्या अभ्यासाच्या परिणामी गुणधर्म - ड्यूटरॉन

ड्युटरॉन 2 1 एच ही दोन न्यूक्लिओन्सची एकमात्र बद्ध अवस्था आहे - एक प्रोटॉन आणि एक न्यूट्रॉन. प्रोटॉन - प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉन - न्यूट्रॉन या बंधनकारक अवस्था नाहीत. प्रयोगांतून ज्ञात असलेल्या ड्यूटरॉनच्या गुणधर्मांची यादी करूया.

• ड्युटरॉनमधील न्यूक्लिओन्सची बंधनकारक ऊर्जा Gd = 2.22 MeV.
• कोणतीही उत्तेजित अवस्था नाही.
• ड्युटरॉनची फिरकी j = 1, समता सकारात्मक आहे.
• ड्यूटरॉनचा चुंबकीय क्षण μ d = 0.86 μ i, येथे μ i = 5.051 10 -27 J/T - आण्विक मॅग्नेटॉन.
• चतुर्भुज विद्युत क्षण सकारात्मक आणि समान आहे Q = 2.86 10 -31मी 2.

पहिल्या अंदाजात, ड्यूटरॉनमधील न्यूक्लिओन्सच्या परस्परसंवादाचे वर्णन आयताकृती संभाव्य विहिरीद्वारे केले जाऊ शकते.

येथे μ - कमी वस्तुमान, समान μ = m p m n /(m p +m n).

फंक्शनचा परिचय करून हे समीकरण सोपे केले जाऊ शकते χ = r*Ψ(r). मिळवा

आम्ही क्षेत्रांसाठी स्वतंत्रपणे निराकरण करतो r आणि r > a(आम्ही ते लक्षात घेतो ई आम्ही शोधत असलेल्या बंधनकारक स्थितीसाठी)

गुणांक बीशून्य बरोबर सेट करणे आवश्यक आहे, अन्यथा r → 0लहरी कार्य Ψ = χ/rअनंताकडे वळते; आणि गुणांक B1=0, अन्यथा समाधान येथे वळते r → ∞.

सोल्यूशन्स येथे क्रॉस-लिंक केलेले असणे आवश्यक आहे r = a, म्हणजे फंक्शन्सची व्हॅल्यू आणि त्यांचे पहिले डेरिव्हेटिव्ह्ज समान करा. हे देते

चित्र.1 समीकरणाचे ग्राफिकल सोल्यूशन (1)

शेवटच्या समीकरणामध्ये मूल्ये बदलणे k, k १आणि गृहीत धरून E=-Gdआम्हाला बंधनकारक उर्जेशी संबंधित एक समीकरण मिळते जी डी, विहिरीची खोली U 0आणि त्याची रुंदी a

उजवी बाजू, बंधनकारक उर्जेची लहानपणा लक्षात घेऊन, एक लहान ऋण संख्या आहे. म्हणून, cotangent युक्तिवाद जवळ आहे π/2आणि ते किंचित ओलांडते.

जर आपण ड्यूटरॉनच्या बंधनकारक उर्जेचे प्रायोगिक मूल्य घेतले Gd = 2.23 MeV, नंतर उत्पादनासाठी a 2 U 0आम्हाला ~2.1 10 -41 m 2 J मिळतात (दुर्दैवाने, स्वतंत्रपणे मूल्ये U 0आणि aमिळू शकत नाही). वाजवी आश्चर्य a = 2 10 -15 m (न्यूट्रॉन स्कॅटरिंगवरील प्रयोगांनंतर, त्यावर नंतर अधिक), संभाव्य विहिरीच्या खोलीसाठी आपल्याला अंदाजे 33 MeV मिळते.

आपण समीकरणाच्या (1) डाव्या आणि उजव्या बाजूंनी गुणाकार करतो aआणि सहाय्यक व्हेरिएबल्स सादर करा x = kaआणि y = k 1 अ. समीकरण (1) फॉर्म घेते

मूलभूत गुणधर्म.न्यूक्लीयन्समध्ये न्यूक्लिओन्स धारण करणाऱ्या शक्तींचे स्वरूप अद्याप पूर्णपणे स्पष्ट केले गेले नाही. त्याच वेळी, न्यूक्लीयच्या भौतिक गुणधर्मांवर तसेच 10 -4 ते 10 11 eV मधील गतिज उर्जेच्या विस्तृत श्रेणीतील टक्करांमधील मुक्त न्यूक्लिओन्सच्या परस्परसंवादावर भरपूर डेटा प्राप्त झाला आहे. निरीक्षण केलेल्या घटनेचे विश्लेषण केल्याने न्यूक्लिओन्स दरम्यान कार्य करणार्या शक्तींबद्दल काही निष्कर्ष काढणे शक्य होते, जे खाली उकळतात. आण्विक शक्ती ही शक्तिशाली आकर्षक शक्ती आहेत जी फक्त कमी अंतरावर कार्य करतात. त्यांच्याकडे संपृक्तता गुणधर्म आहेत, ज्याच्या संदर्भात अणु शक्तींचे श्रेय दिले जाते देवाणघेवाण वर्ण, आण्विक बल स्पिनवर अवलंबून असतात, विद्युत चार्जवर अवलंबून नसतात आणि केंद्रीय बल नाहीत.

न्यूक्लियसची कुलॉम्ब आणि आण्विक क्षमता.आण्विक बलांना या अर्थाने शक्तिशाली बल म्हटले जाते की ते कूलॉम्ब बलांपेक्षा कमीत कमी 100 पट जास्त असतात, जेव्हा नंतरचे ~10 -13 सेमीच्या आण्विक अंतरावर मानले जाते, जेथे ते खूप मोठे असतात. आण्विक शक्तींच्या जवळच्या परस्परसंवादामुळे त्या प्रदेशांचे तीव्र सीमांकन होते जेथे एकतर फक्त लांब पल्ल्याच्या कूलॉम्ब फोर्स किंवा फक्त आण्विक फोर्स प्रकट होतात, कारण नंतरचे कूलॉम्ब फोर्स कमी अंतरावर दाबतात. या प्रकरणात, परस्परसंवादी शरीरांपैकी एकाची उपस्थिती शरीराच्या केंद्रापासून अंतराचे कार्य म्हणून संभाव्यतेद्वारे व्यक्त केली जाते आणि बिंदूवर पहिल्या शरीराच्या बाजूने कार्य करणारी शक्ती. आर, या बिंदूवर अवकाशीय निर्देशांकांच्या संदर्भात संभाव्यतेचे व्युत्पन्न म्हणून आढळले आहे. विद्युत क्षमता φ शुल्क झे(सह कर्नल झेडप्रोटॉन) आहे:

कुठे ε 0 विद्युत स्थिरांक आणि शुल्कांच्या परस्परसंवादाची संभाव्य ऊर्जा आहे झेआणि ई(न्यूक्लियस आणि प्रोटॉन) समान आहे:

, (2.13)

त्या संभाव्यतेपेक्षा केवळ स्थिरांक आणि म्हणून अवकाशीय अवलंबनाने भिन्न आहे U(r)आणि φ(r)जुळणी या संदर्भात, संभाव्य उर्जा सामान्यतः संभाव्यतेऐवजी वापरली जाते. मग समान समन्वयांमध्ये भिन्न शक्तींचे प्रतिनिधित्व केले जाऊ शकते, या प्रकरणात कूलॉम्ब आणि परमाणु. घटत्या निर्देशांकासह वाढत आहे आरसंभाव्यता तिरस्करणाचे वर्णन करते, तर कमी होणारे आकर्षणाचे वर्णन करते. अनंतावर शून्य निवडून, संभाव्य उर्जा क्रमशः प्रतिकर्षणासाठी सकारात्मक आणि आकर्षणासाठी नकारात्मक असते. परस्परसंवाद प्रोटॉन अंजीर प्रमाणे कोर सह दर्शविले जाऊ शकते. 2.5. आण्विक शक्तींच्या क्रियेच्या त्रिज्येच्या अंतरावर, म्हणजे. न्यूक्लियसच्या काठावर आर, Coulomb repulsion ताबडतोब आकर्षणात बदलते. कदाचित अवकाशीय समन्वयाच्या प्रदेशात आरतिरस्करणाकडून आकर्षणाकडे संक्रमण वेगाने होते, परंतु सतत होते. तथापि, पासून ऊर्जा मध्ये अचानक बदल यूकेआधी -U 0सत्याच्या अगदी जवळ, आणि विशिष्ट प्रमाणात अंदाजे, आण्विक संभाव्यता आयताकृती संभाव्य विहीर म्हणून चित्रित केली जाते.

Coulomb अडथळा उंची प्रोटॉन U k साठीगणना केली जाऊ शकते कारण कोर त्रिज्याला विशिष्ट मूल्य असते. येथे संभाव्य (2.12) मूल्याच्या बरोबरीचे आहे r=R, प्रोटॉनच्या प्राथमिक शुल्काने गुणाकार ई:

(MeV), (2.14)

त्या Coulomb अडथळा उंची यूकेप्रोटॉनसाठी सर्वात हलके न्यूक्लियससाठी अंदाजे 1 MeV आहे आणि युरेनियम न्यूक्लियससाठी 15 MeV पर्यंत पोहोचते. साठी Coulomb अडथळा α - चार्ज असलेले कण 2रा 2 पट जास्त.

तांदूळ. 2.5. आण्विक आणि कुलॉम्ब संभाव्यतेचे ग्राफिकल प्रतिनिधित्व

हे निदर्शनास आणले पाहिजे की फॉर्म्युला (2.14) द्वारे गणना केलेला कुलॉम्ब अडथळा संदर्भित करतो बिंदूप्रोटॉन चार्ज असलेले कण. वास्तविक न्यूक्लियससाठी अडथळा मोजताना, हे लक्षात घेतले पाहिजे की प्रत्येक केंद्रकाची मर्यादित त्रिज्या असते. आर. तर ड्युटेरियम आणि ट्रिटियम न्यूक्लीचा कुलॉम्ब अडथळा सुमारे 1/3 MeV आहे.

कौलॉम्ब संभाव्य अडथळा अणु केंद्राजवळ येण्यापासून सकारात्मक चार्ज केलेल्या कणांना प्रतिबंधित करतो आणि आण्विक प्रतिक्रियांच्या मार्गात अडथळा आणतो. जर त्यांची गतीज उर्जा अडथळ्याच्या खाली असेल, तर न्यूक्लीशी टक्कर झाल्यावर, एकतर त्यांचे कूलॉम्ब विखुरणे उद्भवते किंवा उप-अडथळा यंत्रणेमुळे प्रतिक्रिया उद्भवते.

न्यूट्रॉनमध्ये विद्युत चार्ज नसतो, ते कूलॉम्बच्या परस्परसंवादापासून मुक्त असतात आणि मुक्तपणे केंद्रकांकडे जातात. न्यूट्रॉनची आण्विक क्षमता प्रोटॉन सारखीच असते. म्हणून, न्यूक्लियससह न्यूट्रॉनची परस्परसंवाद ऊर्जा समान आहे:

U=-U 0 0 वर< r < R

U=0 r > R साठी.

मूल्य U 0मापन उपलब्ध नाही आणि सिद्धांताचे गुणधर्म म्हणून परिभाषित केले आहे. हे दिलेल्या संभाव्य उर्जेवरून मोजले जाते. खरं तर, अशी गणना ड्यूटरॉनसाठी केली गेली होती, एक प्रोटॉन आणि एक न्यूट्रॉन असलेला सर्वात सोपा न्यूक्लियस, आणि परिणाम दिला. U 0 = 35 MeV. समान मूल्य न्यूक्लीयद्वारे न्यूट्रॉन विखुरण्यासाठी क्रॉस सेक्शनची गणना करण्याच्या अनुभवाशी करार सुनिश्चित करते. शेवटी, प्रोटॉनच्या टक्करमध्ये कणांच्या निर्मितीसाठी थ्रेशोल्ड कमी करून, न्यूक्लीयच्या आत न्यूक्लिओन्सची गतिज ऊर्जा निर्धारित केली गेली, प्रथम, मुक्त विश्रांती असलेल्या प्रोटॉनसह, आणि दुसरे म्हणजे, न्यूक्लीयन्सच्या मध्यभागी हलवून. हे अंदाजे 25 MeV च्या समान असल्याचे निष्पन्न झाले, जे 8 MeV च्या बंधनकारक उर्जेसह, सुमारे 35 MeV ची क्षमता देखील देते (चित्र 2.5 पहा).

न्यूक्लीयच्या सर्व न्यूक्लिओन्समध्ये खूप जवळची बंधनकारक ऊर्जा असते, जी थेट स्थानिक निर्देशांकांपासून आण्विक संभाव्यतेची स्वतंत्रता दर्शवते. तथापि, जर संभाव्यता कमी झाली आणि म्हणूनच, केंद्रकाच्या मध्यभागी जाताना आकर्षण वाढले, तर तेथे खूप कमी एकूण ऊर्जा असलेली राज्ये अस्तित्वात असतील, म्हणजे. परिधीय न्यूक्लिओन्सच्या तुलनेत उच्च बंधनकारक ऊर्जासह. हे वेगवेगळ्या आकाराच्या न्यूक्लियन्समधील न्यूक्लिओन्सच्या सरासरी बंधनकारक उर्जेच्या मूल्यावर त्वरित परिणाम करेल.

कर्नल मॉडेल्स.प्रायोगिक डेटा न्यूक्लियसमधील संभाव्यतेच्या स्थिरतेची साक्ष देतात. आणि अशी संभाव्यता म्हणजे द्रव ड्रॉपची संभाव्यता: अवकाशीय समन्वय (म्हणजे बल) च्या संदर्भात व्युत्पन्न कोरच्या आत शून्याच्या बरोबरीचे असते आणि पृष्ठभागावर खूप महत्त्व असते. परिणामी, ड्रॉप न्यूक्लियसच्या आत असलेले कण मुक्त म्हणून वागले पाहिजेत.

तथापि, मॉडेलचे वर्णन सर्वसमावेशक नाही. प्रत्येक मॉडेल, ठिबक मॉडेलप्रमाणेच, न्यूक्लियसच्या केवळ काही वैशिष्ट्यांचे वर्णन करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे आणि मॉडेलच्या लागू करण्यापलीकडे गैरसमजांना कारणीभूत ठरते. त्याच वेळी, आण्विक शक्तींच्या सातत्यपूर्ण सिद्धांताच्या अनुपस्थितीत मॉडेलचा दृष्टीकोन अपरिहार्य आहे आणि प्रत्येक समस्येचे निराकरण केवळ स्वतःच्या मॉडेलच्या चौकटीतच केले जाऊ शकते.

न्यूक्लियसमध्ये, क्वांटम मेकॅनिकल सिस्टीम म्हणून, सर्व न्यूक्लिओन्स एका विशिष्ट उर्जेशी आणि यांत्रिक क्षणाशी संवाद साधतात आणि येथे द्रव ड्रॉपचा गोंधळ होऊ शकत नाही. हे प्रामुख्याने सूचित केले आहे जादूची संख्याकोर:

2, 8, 20, 50, 82, 126

जर न्यूक्लियसच्या प्रोटॉन किंवा न्यूट्रॉनची संख्या जादूच्या संख्येपैकी एकाशी जुळत असेल, तर न्यूक्लियसमध्ये बंद कवच असलेल्या प्रणालीचे गुणधर्म असतात. प्रत्येक शेल समान किंवा समान ऊर्जा असलेल्या राज्यांच्या समूहाचे प्रतिनिधित्व करतो आणि जर शेलचे सर्व स्तर कणांनी व्यापलेले असतील तर ते बंद होते. बंद कवचांची रचना परिपूर्ण असते आणि म्हणूनच ते विशेषतः स्थिर असतात. संबंधित जादूच्या कोरमध्ये देखील विशेष गुणधर्म आहेत. त्यांच्या बंधनकारक ऊर्जा पेक्षा जास्त आहे प.पूकेंद्रके. अशा केंद्रके अनुक्रमे प्रोटॉन किंवा न्यूट्रॉन शोषण्यास फारच अनिच्छुक असतात आणि जादुई संख्येपेक्षा जास्त असलेल्या प्रोटॉन किंवा न्यूट्रॉनमध्ये नेहमी विसंगतपणे कमी बंधनकारक ऊर्जा असते. परिस्थिती अक्रिय वायूंच्या आदर्श इलेक्ट्रॉनिक संयोजनासारखी दिसते.

न्यूक्लीयच्या जादुई संख्यांची मालिका संबंधित अणू मालिकेपेक्षा वेगळी आहे. असे दिसून आले की, त्यांची विसंगती स्पिन-ऑर्बिट परस्परसंवादामुळे उद्भवते, ज्यामुळे न्यूक्लिओन्सच्या बाबतीत दोन अवस्थांच्या ऊर्जेमध्ये मोठा फरक निर्माण होतो जो कण स्पिनच्या दिशेने त्याच्या स्वतःच्या कक्षीय गतीच्या तुलनेत भिन्न असतो, आणि इलेक्ट्रॉनसाठी नगण्य आहे. या परस्परसंवादाचा लेखाजोखा केल्याने गणनेद्वारे अनेक जादुई संख्या मिळवणे शक्य झाले आणि हे न्यूक्लियसच्या शेल संरचनेची पुष्टी होते.

न्यूक्लियसच्या आत सुव्यवस्थित गतीचे अस्तित्व आणि कवचांमध्ये न्यूक्लिओन्सचे वितरण अंजीरमधील संभाव्यतेचा विरोध करत नाही. 2.5. द्रवाच्या सामान्य थेंबामध्ये, कण खरोखर मुक्त असतात आणि टक्करांमध्ये ऊर्जाची देवाणघेवाण करतात. न्यूक्लियसमध्ये, न्यूक्लिअन्स सर्वात कमी उर्जा स्थितीत असतात आणि म्हणूनच उर्जेच्या देवाणघेवाणीशी टक्कर होणे अशक्य आहे कारण तेथे अतिरिक्त ऊर्जा नाही. कोर हा पूर्णपणे गोठलेला ड्रॉप आहे, ज्यामध्ये कमी उर्जा अवस्थांमध्ये अंतर्निहित एक क्रमबद्ध हालचाल असू शकते.

शेल मॉडेलमुळे ग्राउंड एनर्जी स्टेटमध्ये न्यूक्लीशी संबंधित अनेक तथ्ये स्पष्ट करणे शक्य होते. तर α - जड केंद्रकांचा क्षय केंद्रकांवर संपतो Pbआणि द्वि, कारण हे जादूचे केंद्रक आहेत आणि त्यापैकी एक 2 आहे 08 Pb- दुप्पट जादूचा कोर. घटकातील समस्थानिकांची सर्वात मोठी संख्या sn, कारण त्याच्याकडे जादू आहे Z=50, आणि आयसोटोन्सची सर्वात मोठी संख्या न्यूट्रॉन 82 च्या जादुई संख्येशी संबंधित आहे. शेल मॉडेलमुळे परमाणु आयसोमर्सची विपुलता समजून घेणे आणि न्यूक्लीयच्या जमिनीच्या स्थितीसाठी काही गणना करणे शक्य होते.

विनिमय शक्ती.विशिष्ट बंधनकारक उर्जेच्या स्थिरतेला कणांच्या परस्परसंवादासाठी क्वांटम यांत्रिक दृष्टिकोनामध्ये नैसर्गिक स्पष्टीकरण प्राप्त होते. परस्परसंवादाचे वर्णन संभाव्यतेने नव्हे तर आभासी कणांच्या देवाणघेवाणीद्वारे केले जाऊ शकते, जे न्यूक्लिओन्ससाठी आहेत. π -मेसन. या प्रकरणात, जेव्हा प्रथम न्यूक्लिओन उत्सर्जित होते तेव्हा परस्परसंवादाची प्रत्येक कृती लक्षात येते π -मेसन आणि दुसऱ्या न्यूक्लिओनद्वारे त्याचे शोषण. एकाच वेळी दोन भागीदारांसह अशा देवाणघेवाणीची संभाव्यता संभव नाही आणि शक्तींच्या क्रियेच्या त्रिज्येच्या आत असलेल्या सर्व कणांसह कधीही लक्षात येत नाही. म्हणून, संपृक्तता सर्व परिणामांसह अनुसरण करते: विशिष्ट बंधनकारक ऊर्जेची स्थिरता, आकारमानाची वाढ कणांच्या संख्येच्या प्रमाणात असते, निर्देशांकांपासून संभाव्यतेचे स्वातंत्र्य. म्हणूनच, ते म्हणतात की जर शक्ती मूळतः संतृप्त असतील तर त्यांच्यात एक एक्सचेंज वर्ण आहे. एक्सचेंजचा अर्थ कोणतीही नवीन शक्ती नाही, ते शक्तींच्या प्रकटीकरणाचे वैशिष्ट्य आहे - विद्युत किंवा परमाणु.

आभासी कणांची देवाणघेवाण ही एक गृहित यंत्रणा नाही, परस्परसंवादाच्या अमूर्त वर्णनाचा मार्ग नाही, तर एक वास्तविक प्रक्रिया आहे. न्यूक्लिओन्सच्या टक्कर दरम्यान प्रयोगात त्याचे निरीक्षण करणे शक्य होते, कारण न्यूक्लिओन्स प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉन या दोन वेगवेगळ्या स्थितींमध्ये सादर केले जातात. जेव्हा प्रवेगक 100 MeV च्या उर्जेवर तयार केले गेले, जे न्यूक्लिओन्सच्या परस्परसंवाद उर्जेपेक्षा (35 MeV) खूप जास्त आहे, तेव्हा गतीशास्त्र वापरून, प्रवेगक वस्तुमान उर्वरित लक्ष्याच्या वस्तुमानापासून वेगळे करणे शक्य झाले. आदळणाऱ्या कणांचा विस्तार, वस्तुमान कोणत्या कणाचे प्रतिनिधित्व करतो याची पर्वा न करता. असे दिसून आले की जवळजवळ अर्धे उच्च-ऊर्जा न्यूट्रॉन, प्रोटॉनशी टक्कर झाल्यानंतर, प्रोटॉनमध्ये आणि लक्ष्यित प्रोटॉन अनुक्रमे न्यूट्रॉनमध्ये बदलले. हे केवळ क्वांटम अवस्थेद्वारे न्यूक्लिओन्सच्या देवाणघेवाणीमुळे शक्य आहे, म्हणजे. देवाणघेवाण संवादाद्वारे.

स्पिन अवलंबित्व.न्यूक्लिओन्सचे आकर्षण त्यांचे स्पिन कसे अभिमुख आहेत यावर अवलंबून असते. जर न्यूक्लिओन्स एकाच नावाचे असतील, तर त्यांच्या स्पिनच्या समांतर अभिमुखतेच्या बाबतीत, जेव्हा त्यांची एकूण स्पिन शून्य असते तेव्हा सर्वात मोठे आकर्षण दिसून येते. न्यूक्लिओन्सच्या परस्परसंवादाचे असेच वैशिष्ट्य बंधनकारक उर्जेच्या जोडणीचा प्रभाव स्पष्ट करते. याउलट, समांतर स्पिनसह न्यूक्लिओन्सच्या विपरीत आकर्षण अधिक प्रभावी आहे, जे विशेषतः, ड्यूटरॉनच्या ग्राउंड स्टेटद्वारे दर्शविले जाते, ज्याचे स्पिन एकतेच्या समान असते.

ड्युटरॉनची बंधनकारक ऊर्जा इतकी कमी आहे की संभाव्य विहिरीमध्ये एकही उत्तेजित पातळी नाही. परंतु गणना दर्शविल्याप्रमाणे, पहिली उत्तेजित पातळी संभाव्य विहिरीच्या काठाच्या अगदी वर 0.07 MeV उर्जेवर आहे. ही पातळी प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉन स्पिनच्या समांतर अभिमुखतेशी सुसंगत आहे आणि त्याची ऊर्जा सकारात्मक असल्याने, लक्षात येऊ शकत नाही. हे तथाकथित आभासी स्तर आहे. तथापि, दर्शविलेल्या मूल्याच्या जवळ असलेल्या उर्जेसह मुक्त न्यूट्रॉन आणि प्रोटॉनच्या टक्करमध्ये, बद्ध अवस्थेच्या संभाव्यतेमुळे परस्परसंवाद क्रॉस विभागात वाढ होते, अर्थातच केवळ शून्य एकूण स्पिनसाठी.

आण्विक शक्ती देखील स्पिनच्या विशालतेवर अवलंबून असतात, ज्याचे सर्वोत्तम उदाहरण म्हणजे कमी-ऊर्जा न्यूट्रॉनचे विखुरणे. आण्विकहायड्रोजन ऑर्थोहायड्रोजन रेणूद्वारे न्यूट्रॉन स्कॅटरिंग क्रॉस सेक्शन, ज्याची न्यूक्लियर स्पिन एकतेच्या समान आहे, स्टीम हायड्रोजन रेणूच्या स्कॅटरिंग क्रॉस सेक्शनपेक्षा 30 पट मोठा आहे, ज्याची स्पिन शून्य आहे.

चार्ज स्वातंत्र्य.न्यूक्लिओन्सच्या परस्परसंवादाचा सखोल अभ्यास, दोन्ही टक्कर दरम्यान मुक्त स्थितीत आणि बद्ध स्थितीत, म्हणजे. न्यूक्लीयच्या रचनेत, अणु शक्तींद्वारे न्यूक्लिओन्स (पीपी), (पीएन), (एनएन) च्या जोड्यांचा परस्परसंवाद पूर्णपणे एकसारखा असल्याचे दाखवले. म्हणून, अणु शक्ती विद्युत चार्जवर अवलंबून नाहीत.

टेन्सर बल.न्यूक्लीयचे इलेक्ट्रिक चतुर्भुज क्षण सूचित करतात की आण्विक शक्ती गोलाकार सममितीय असणे आवश्यक नाही. न्यूक्लियसच्या स्पिन वेक्टरच्या सापेक्ष न्यूक्लिओनच्या त्रिज्या वेक्टरच्या अभिमुखतेवर बल अवलंबून असते. अंजीर मध्ये संभाव्य. 2.5 मध्यवर्ती आहे, आणि परिणामी, अणु शक्तींचे हे वैशिष्ट्य तेथे विचारात घेतले जात नाही, ज्याप्रमाणे फिरकीवरील शक्तींचे अवलंबित्व विचारात घेतले जात नाही. गोलाकार नसलेली क्षमता टेन्सरद्वारे दर्शविली जाते, म्हणूनच आण्विक शक्तींना टेन्सर फोर्स देखील म्हणतात.

थीम 3

परमाणु परिवर्तने. किरणोत्सर्गीता. क्षय कायदा. क्षय वैशिष्ट्ये. अल्फा क्षय. बीटा क्षय. मूलभूत संकल्पना आणि वैशिष्ट्ये. विभक्त प्रतिक्रिया. ऊर्जा संवर्धन कायदा. गती संवर्धन कायदा. यांत्रिक क्षणाच्या संवर्धनाचा कायदा. न्यूट्रॉनचा समावेश असलेल्या विभक्त प्रतिक्रिया.