Kernelin içərisində bunlardır:

1) protonlar arasında elektrik itələyici qüvvələr və

2) nuklonlar arasında nüvə qüvvələri (itmə - kiçik və cazibə - böyük məsafələrdə).

Hər iki növ nuklon üçün nüvə qüvvələrinin eyni olduğu müəyyən edilmişdir. Protonlar arasındakı nüvə cazibəsi elektrik itələməsini xeyli üstələyir, bunun nəticəsində proton nüvənin tərkibində möhkəm saxlanılır.

Nüvə nüvə qüvvələrinə görə potensial maneə ilə əhatə olunmuşdur. Nuklon nüvəsindən və nuklonlar sistemindən (məsələn, alfa hissəciklərindən) çıxış ya “tunel effekti” ilə, ya da kənardan enerji əldə etməklə mümkündür. Birinci halda, nüvənin kortəbii radioaktiv parçalanması, ikincisində - məcburi nüvə reaksiyası baş verir. Hər iki proses nüvənin ölçüsü ilə bağlı müəyyən mühakimə yürütməyə imkan verir. Nüvələr ətrafındakı potensial maneənin uzunluğu haqqında qiymətli məlumatlar müxtəlif bombardman edən hissəciklərin - elektronların, protonların, neytronların və s.

Tədqiqatlar göstərmişdir ki, nuklonlar arasındakı nüvə cazibə qüvvələri aralarındakı məsafənin artması ilə çox sürətlə azalır. Nüvə qüvvələrinin orta təsir radiusu, nüvənin müəyyən şərti (“effektiv”) ölçüsü ilə eyni şəkildə şərh edilə bilər, eksperimental məlumatlar əsasında qiymətləndirmə düsturu ilə ifadə edilir.

Çox sayda nuklonlu nüvələrin hissəciklərin həcm üzrə bərabər paylandığı nüvədən və nüvənin sərhədlərinə doğru hissəciklərin sıxlığının sıfıra enən sferik qabıqdan ibarət olduğunu fərz etsək, onda bu halda hal

Bu düsturlar göstərir ki, nüvənin "effektiv" həcmi nuklonların sayı ilə düz mütənasibdir; buna görə də bütün nüvələrdəki nuklonlar orta hesabla demək olar ki, eyni sıxlıqla doludur.

Nüvələrin sıxlığı çox yüksəkdir; məsələn, kütlə radiusu olan nüvə üçün

Nüvə daxilində müxtəlif yerlərdə olan nuklonun vəziyyəti bu nuklonu nüvədən çıxarmaq üçün sərf edilməli olan enerji miqdarı ilə xarakterizə edilə bilər. Nüvədəki verilmiş nuklonun bağlanma enerjisi adlanır. Ümumi halda bu enerji protonlar və neytronlar üçün fərqlidir və verilmiş nuklonun nüvənin həcmində harada yerləşməsindən asılı ola bilər.

Nüvədəki nuklonların qarşılıqlı təsirini metalların kristal qəfəslərindəki atomların oxşar qarşılıqlı təsiri ilə müqayisə etmək olar.

elektronlar "qarşılıqlı təsir ötürücüləri" kimi mühüm rol oynayır.

Fərq ondadır ki, nüvələrdə nuklonlar arasında "qarşılıqlı təsir ötürücüləri" daha ağır hissəciklər - pi-mezonlar (və ya pionlar) olur, onların kütləsi elektronun kütləsindən 273 dəfə böyükdür. Nuklonların sxemə uyğun olaraq davamlı olaraq pi-mezonlar əmələ gətirdiyi və udduğu güman edilir

belə ki, hər bir nuklon virtual pion buludu ilə əhatə olunsun. Hissəciklərin bir-birindən nisbətən kiçik məsafələrdə yerləşdiyi nüvənin daxilində pi-mezon buludları nüvə proseslərində fəal iştirak edərək nuklonların qarşılıqlı təsirinə və qarşılıqlı çevrilmələrinə səbəb olur.

Dünyada insanlar, kitablar, ulduzlar kimi hər şey atomlardan ibarətdir. Orta hesabla bir atomun diametri düymün səkkiz milyardda bir hissəsidir (1 düym 2,54 santimetrə bərabərdir). Bu dəyərin nə qədər kiçik olduğunu təsəvvür etmək üçün deyək ki, bir kitab səhifəsinin qalınlığı 500.000 atomdur.

Hər bir belə kiçik atomun bir-birinə bağlı proton və neytronlardan ibarət nüvəsi var. Elektronlar öz orbitlərində nüvənin ətrafında fırlanırlar. Planetlərin Günəş ətrafında fırlandığı kimi onlar nüvənin ətrafında fırlanırlar.

Atomlar nədən ibarətdir?

Beləliklə, atomlar hissəciklərdən ibarətdir: protonlar, neytronlar və elektronlar. Bu hissəciklər elektromaqnit qüvvələri tərəfindən bir yerdə tutulur. Elektromaqnit qüvvəsi kainatda fəaliyyət göstərən dörd əsas qüvvədən biridir. Mənfi yüklü elektronlar atomun nüvəsindəki müsbət yüklü protonlara çəkilir. Buna görə də elektronlar öz orbitlərində sabit fırlanır. Eyni elektromaqnit qüvvəsi ildırım çaxmasına səbəb olur.

Başqa bir qüvvə cazibə qüvvəsidir. O, maddi obyektləri bir-birinə cəlb edir və onların kütlələri ilə düz mütənasibdir. Bu qüvvə planetləri öz orbitlərində saxlayır və divardan yıxılmış şəkli yerə düşür. Cazibə qüvvəsi elektromaqnit qüvvəsindən daha çox nəzərə çarpır, lakin sonuncu daha güclüdür. Atomdakı yüklü hissəciklər arasındakı elektrik cazibə və itələmə qüvvələri onların arasındakı cazibə qüvvəsindən dəfələrlə böyükdür.

Nüvədaxili qarşılıqlı təsir qüvvələri

Atomun nüvəsində fəaliyyət göstərən qüvvələrə nüvədaxili təsir qüvvələri deyilir. Bu qüvvələr atom nüvəsinin proton və neytronlarını sıx bir topa sıxır. Dördüncü güc növü nüvədaxili qarşılıqlı təsirin zəif qüvvəsidir. Onlar həqiqətən çox zəifdirlər və yalnız elementar hissəciklərin emissiyası zamanı nüvənin radioaktiv parçalanması prosesində nəzərə çarpır.

Giriş

Hidrogen atomu quruluşuna görə ən sadə atomdur. Bildiyiniz kimi, hidrogen atomunun 1s orbitalında yerləşən bir proton və bir elektrondan ibarət nüvəsi var. Proton və elektron əks yüklərə malik olduğundan, onların arasında Coulonb qüvvəsi hərəkət edir. O da məlumdur ki, atomların nüvələrinin öz maqnit momenti və deməli, öz maqnit sahəsi var. Yüklü hissəciklər maqnit sahəsində hərəkət etdikdə, onlara Lorentz qüvvəsi təsir edir, bu qüvvə hissəcik sürət vektoruna və maqnit induksiya vektoruna perpendikulyar istiqamətləndirilir. Aydındır ki, elektronun öz orbitində qalması üçün Kulon qüvvəsi və Lorentz qüvvəsi kifayət deyil, elektron və proton arasında itələyici qüvvə də lazımdır. Müasir kvant anlayışları orbitalların kvantlaşmasına və dolayısı ilə atomdakı elektronun enerjilərinə konkret olaraq nəyin səbəb olduğu barədə dəqiq cavab vermir. Bu məqalə çərçivəsində biz kvantlaşdırmanın səbəblərini nəzərdən keçirəcəyik və atomdakı elektronun davranışını təsvir edən tənliklər əldə edəcəyik. Nəzərinizə çatdırım ki, müasir anlayışlara görə, elektronun atomdakı mövqeyi ehtimallı Şrödinger tənliyi ilə təsvir olunur. Heisenberg prinsipinin uyğunsuzluğunu göstərən elektronun mövqeyini istənilən vaxt təyin etməyə imkan verən sırf mexaniki bir tənlik alacağıq.

güc balansı

Şəkil 1 atomda hərəkət edən bütün qüvvələri göstərir.

Şəkil 1 - hidrogen atomunda elektrona təsir edən qüvvələr

Şəkildə göstərilən qüvvələr sistemi üçün Nyutonun ikinci qanununu yazırıq.

Bu qüvvələrin XYZ koordinat oxlarına proyeksiyaları üçün tənliklər sistemini yazaq.

(2)

Burada bucaq radius vektoru r(t) ilə XY müstəvisi arasındakı bucaqdır,

bucaq – X oxu ilə r(t) radius vektorunun XY müstəvisinə proyeksiyası arasındakı bucaq.

(2) sistemindəki hər bir qüvvəni onların ox üzrə proyeksiyalarını nəzərə alaraq məlum düsturlar vasitəsilə təsvir edək.

Pendant Force

, (3)

elektrik sabiti harada bərabərdir

elektron və ya protonun yük moduludur

seçilmiş koordinat sistemindəki elektron koordinatlarıdır

Qravitasiya dalğalarının potensial gücü

Bu güc haqqında daha çox məlumatı monoqrafiyada tapa bilərsiniz

(4)

müvafiq olaraq elektron və protonun kütlələridir.

X– Mütənasiblik əmsalı ədədi olaraq işığın sürətinin kvadratına bərabərdir.

Bildiyiniz kimi, Lorentz qüvvəsi aşağıdakı kimi hesablanır

Vektor məhsulu (5) ortoqonal koordinat sisteminin oxunda komponentlərlə təmsil oluna bilər:

(6)

(6) tənliklər sistemində maqnit induksiya vektorunun komponentlərini təyin etmək lazımdır .

Hidrogen atomunun nüvəsinin maqnit momenti içərisində hərəkət edən həqiqətən elementar hissəciklərin halqa cərəyanı ilə yarandığından, cərəyanlı bir halqa üçün alınan Biot-Savart-Laplas qanununa uyğun olaraq, komponentləri yazırıq. maqnit induksiya vektoru:

(7)

bucaq - bu həlqəvi konturdan yan keçmə bucağıdır

proton radiusudur

proton halqası dövrəsində cərəyan gücüdür

- maqnit sabiti

Bildiyiniz kimi, mərkəzdənqaçma qüvvəsi bədənin trayektoriyasına normal boyunca hərəkət edir və bədənin kütləsindən, trayektoriyanın əyriliyindən və hərəkət sürətindən asılıdır.

trayektoriyanın ani əyriliyidir

mənşəyə nisbətən elektron sürətidir

elektron hərəkət trayektoriyasının normal vektorudur

Trayektoriyanın ani əyriliyi ilə verilir

radius vektorunun zamana görə birinci və ikinci törəmələridir.

Elektronun sürəti onun koordinat oxları üzərindəki proyeksiyalarının kvadratlarının cəminin köküdür, bu da öz növbəsində radius vektorunun zamana görə proyeksiyalarının ilk törəmələridir, yəni.

Elektronun trayektoriyasına normalın vahid vektoru ifadə ilə müəyyən edilir

(11)

Koordinat oxlarında vektor komponentləri baxımından vektor məhsullarını genişləndirərək, radius vektorunu komponentləri baxımından yazaraq, (9), (10) və (11) ifadələrini (8) əvəz edərək, mərkəzdənqaçma qüvvəsinin komponentlərini alırıq. koordinat oxları üzrə proyeksiyalar:

(12)

(2) tənliklər sisteminə daxil olan bütün qüvvələrin proyeksiyalarını təyin edərək, aşağıdakı ifadələri nəzərə alaraq yenidən yazmaq olar:

Nəticədə sistem belə görünür:

Bu sistemin analitik həllini tapmaq mümkün deyil. Həlli ikinci dərəcəli diferensial tənliklər sistemlərinin həlli üçün ədədi üsullarla əldə edilə bilər. Həll aşağıdakı videoda göstərilmişdir.

Elektronun enerji səviyyələri elektronun trayektoriyası boyunca yaranan rezonans dayanıqlı dalğaların (elektronun arxasındakı antinodların bir şleyfi) tam sayı ilə müəyyən edilir. Elektron tərəfindən udulmuş fotonun enerjisi tam sayda dayanan dalğaların əmələ gəlməsi üçün lazım olan enerjiyə uyğundursa, onlarda elektronun hərəkəti təkrarlanır və rezonans yaradır və bununla da foton elektron tərəfindən bir müddət saxlanılır. Müəyyən vaxt və biz fotonun elektron tərəfindən udulmasının və sonra onun emissiyasının şəklini müşahidə edirik. Enerjisi elektronun trayektoriyası boyunca tam sayda antinodların meydana gəlməsinə səbəb olmayan fotonlar tutulmur, çünki rezonans dalğası əmələ gəlmir və udma-radiasiya nümunəsi müşahidə olunmur.