Ядерная физика

В настоящее время твердо установлено и не вызывает сомнений, что в составе атома имеется ядро (Резерфорд, 1911 г.). Атомные ядра обладают целым рядом свойств, которые позволяют отличать ядра отдельных химических элементов друг от друга, и в то же время являются общими характеристиками для всех ядер.

Атомные ядра могут быть стабильными, т.е. живущими неограниченно долго, и нестабильными, испытывающие спонтанные (радиоактивные) превращения.

Основными характеристиками стабильного атомного ядра являются число нуклонов в ядре, электрический заряд ядра, масса ядра, энергия связи ядра, размер ядра, спин ядра, магнитный и электрический моменты ядра, четность волновой функции, изотопический спин, статистика.

Нестабильные ядра имеют ряд дополнительных характеристик, таких как тип радиоактивного превращения, среднее время жизни, энергия, выделяемая при распаде.

Ядра могут находиться в различных энергетических состояниях и как любая квантовая система имеют свою, присущую только ядру данного нуклида, систему энергетических уровней. Состояние с наименьшей энергией называется основным, остальные – возбужденными. Ядра в возбужденных состояниях неустойчивы и, в отличие от основных состояний, могут находиться в возбужденных состояниях ограниченное время, испытывая спонтанные переходы в состояния с меньшей энергией.

Ниже будет показано (см. §1.7), что разделение на стабильные, нестабильные и возбужденные ядра является до некоторой степени условным, так как они могут характеризоваться рядом общих свойств.

Период колебаний физическогомаятника (2).Скорость затухания колебаний определяется величиной равной (3), которую называют коэффициентом затухания. Коэффициент затухания обратен по величине тому промежутку времени , за который амплитуда уменьшается в e раз. Период затухающих колебаний (4). С ростом коэффициента затухания период колебаний увеличивается. Скорость затухания колебаний в принципе однозначно задается коэффициентом затухания , однако , чаще используется другие характеристики затухания в колебательных системах. Одной из таких характеристик является логарифмический декремент затухания , который вычисляется по формуле (5). Используемый в нашей лабораторной работе маятник, имеет довольно малый коэффициент затухания, поэтому при измерении отклонений через один пе-риод колебаний трудно заметить различие между такими отклонениями. Для повыше- ния точности измерений при определении логарифмического декремента затухания следует использовать отклонения, отстоящие по времени на промежуток nT.