Ядерная физика

В дальнейшем размеры ядер определялись разными способами. Говоря о размерах ядра, нужно всегда иметь в виду, что это достаточно условная величина. Ядро, как квантовомеханическая система, не имеет определенной границы. Наиболее точными считаются оценки размеров ядра по результатам рассеяния ядрами быстрых нейтронов и электронов. Все опыты подтвердили предположения о приблизительно сферической форме ядра, радиус которого определяется через массовое число А как

где r₀ = (1,2 ÷ 1,4)·10^-13 см.

В опытах по рассеянию быстрых нейтронов на ядрах определяется не радиус ядра, а несколько большее значение радиуса области ядерного взаимодействия, поэтому r₀ = (1,3 ÷ 1,4)·10^-13 см.

При зондировании ядра быстрыми электронами (опыты Хофштадтера) определяется сфера радиуса R, в которой находятся протоны. Поэтому получают несколько меньшее значение r₀ = (1,2 ÷ 1,3)·10^-13 см. Высокая точность современных методов исследования с помощью рассеяния быстрых электронов с кинетической энергией Т_е > 500 МэВ позволяет оценить не только размер области, занятой протонами, но и распределение плотности ρ_э электрического заряда по ядру. Поскольку нет причин стабильному ядру иметь различное распределение плотности протонов и нейтронов, то полученные результаты для протонов представляют по существу распределение плотности ρ_я ядерного вещества в ядре. Распределение ядерного вещества хорошо согласуется с моделью Ферми

где R₀ = 1,08·10^-13·А^1/3 см– расстояние от центра ядра до места, где плотность ядра падает вдвое, а δ ≈ 0,55·10 ^–13см – скорость убывания плотности ядерного вещества. Спад плотности ядерного вещества от 0,9ρ₀ до 0,1ρ₀ для всех ядер происходит на одинаковых расстояниях d = 4,4δ = 2,4·10^-13 см. Поэтому у легких ядер отсутствует область, где плотность ядерного вещества примерно постоянна (см. рис. 1.5.2).