Нуклон

НУКЛО́Н (від лат. nucleus — ядро) — спільне найменува­н­ня складових частин атомного ядра — протона і нейтрона. Протон має позитив. заряд, що чисельно дорівнює заряду електрона е = 1,602 · 10^-19Кл; його маса в 1840 разів більша маси електрона: m_р = 1,6726485 · 10^-27 кг. Нейтрон є електрично нейтрал. частинкою. В ядер. фізиці використовують атомну одиницю маси (а. о. м.) та її енергет. еквівалент — електрон-вольт (еВ). За одну а. о. м. при­ймають 1/12 маси нейтрал. атома вуглецю-12. Маса спокою протона дорівнює m_p = 1,007276470 а. о. м., що від­повід­ає 938,2796 МеВ. Маса спокою нейтрона близька до маси протона і становить m_n = 1,00866 а. о. м. (CODATA 2014). Сумарне число протонів і нейтронів у складі ядра називають масовим числом. Масове число A дорівнює округленій до най­ближчого цілого числа атом. масі елемента. Число протонів Z у ядрі атома дорівнює заряду ядра. Число нейтронів N = А — Z. Характеристики ядра від­оображені у символ. по­значен­ні хім. елемента ^A_ZX, де Х по­значає хім. символ елемента. Н. має від­повід­ні античастинки — анти­протон і антинейтрон. Протон і нейтрон роз­глядають як два зарядові стани однієї частинки — Н. Нейтрон і протон характеризуються спец. квант. числом — ізотоп. спіном. Протону присвоюють ізотоп. спін 1/2, нейтрону -1/2. Спін — характеристика оберта­н­ня частинки навколо своєї осі. Якщо протон пере­буває у магніт. полі, він обертається навколо напрямку магніт. поля. Швидкість цього руху ви­значають магніт. моментом. Н. у ядрі атома утримується завдяки ядер. силі, що є проявом однієї з чотирьох фундам. взаємодій — сильної взаємодії. За своєю природою Н. короткодіючий (радіус дії r ~ 10^-15 м), але дуже інтенсивний. У межах атом. ядра він майже у 100 разів пере­важає сили електро­статич. взаємодії двох протонів і в 1038 разів — силу їхньої гравітац. взаємодії. Проте на від­стані, більшій за роз­мір ядра, ці сили на­стільки малі, що їхньою дією можна знехтувати. Ядерні сили діють незалежно від наявності у Н. електр. заряду. Внаслідок цього в атом. ядрі утримуються електронейтрал. нейтрони і не роз­літаються одно­ймен­но заряджені протони. Екс­перим. дослідж. сил ядер. взаємодії протон-протон., протон-нейтрон. і нейтрон-нейтрон. пар показали, що в усіх випадках вони однакові і не залежать від типу Н. Внутр. будову Н. описують кварк. моде­л­лю. Від­повід­но до неї, Н. складається з більш простих частинок — кварків трьох типів. Якщо згідно із кварк. теорією заряд протона по­значити через е, то протон має два кварки із зарядом +2/3 і один кварк із зарядом -1/3е, а нейтрон — один кварк із зарядом +2/3 і два кварка із зарядом -1/3е.

Завантажити статтю