Лекции по курсу общей физики. Квантовая физика. Сабирова Ф.М. - 31 стр.

                                    46                                                                            31
1947 г. в космических лучах обнаружили частицы, которые назвали π-                      Например, для Кα-линии σ = 1 , и закон Мозли запишется в ви-
мезоны (пионы). Строение нуклона в настоящее время представляется                   1                ⎡1    1 ⎤
следующим.                                                                    де:     = R ( z − 1) 2 ⎢ 2 − 2 ⎥     .
                                                                                    λ                ⎣1   2 ⎦
     В центре нуклонов находится ядро-керн, радиус которого 0,3⋅10–15 м.
Керн окружен «облаком», состоящим из мезонов. Носителями ядер-                          В L-серии для линии Lα σ = 7,5 , тогда закон Мозли:
ных сил являются π-мезоны, или пионы; существуют положительный                1                   ⎡1    1⎤
                                                                                 = R ( z − 7,5) 2 ⎢ 2 − 2 ⎥ .
(π+), отрицательный (π–) и нейтральный (π0) мезоны. Время жизни π+-            λ                  ⎣2   3 ⎦
и π–-мезонов равно 2,6 ⋅ 10–8 с, а π0-мезона – 0,8⋅ 10–16 с. Массовые числа         Мозли дал объяснение найденного им закона: линии, длины
 mπ ± = 273me ; mπ 0 = 264me . В результате виртуальных процессов, т.е.       волн которых определяются по формуле, соответствуют переходам
процессов, которые не могут быть обнаружены за время их протека-              электрона находящегося в поле заряда ( z − σ ) ⋅ е с уровня с главным
ния, происходят следующие превращения:                                        квантовым числом n1 на уровень с номером n2. Данные результатов
                     р ↔ n +π + ;    n ↔ p +π −;                              исследования Мозли подтвердили, что элементы в таблице Менделее-
                                                                              ва расположены в порядке возрастания порядкового номера, то есть
                       p↔ p+πо;          n ↔ n +π о                           заряда ядра, который может увеличиваться только на единицу.
       Эти предположения подтвердились на опытах по рассеиванию                     Одним из отличий рентгеновских характеристических спектров
нейтронов на ядрах водорода.                                                  является то, что не наблюдаются линии поглощения. Объясняется это
       Модели ядра. Для описания поведения ядер пользуются раз-               тем, что при поглощении электрон из внутреннего слоя должен перей-
личными теориями. Одним из методов изучения свойств атомного                  ти на внешний, не заполненный. Но все ближайшие слои заняты элек-
ядра является метод моделей ядра. Метод моделей основан на внешней            тронами, поэтому квант поглощающей энергии очень велик, значит,
аналогии свойств атомного ядра со свойствами соответствующей модели.          длина волны поглощающего света очень мала.
Ядерные модели можно разделить на группы: капельная, оболочечная,
обобщенная, оптическая и др. Ни одна из существующих моделей не мо-                            § 13. Химические связи и строение молекул.
жет дать исчерпывающего ответа обо всех свойствах атомного ядра и ха-                                   Молекулярные спектры.
рактеризует лишь определенные его свойства. Каждую модель использу-
ют при рассмотрении определенного круга ядерных процессов. Наиболее                  Молекула – наименьшая частица вещества, состоящая из оди-
распространенными из них являются две: капельная и оболочечная.               наковых или различных атомов, соединенных между собой химиче-
       1. Капельная модель ядра (1936; Н.Бор и Я.И.Френкель). Эта             скими связями, и являющаяся носителем его основных химических и
модель основана на аналогии между поведением нуклона в ядре и по-             физических свойств. Химические связи обусловлены взаимодействи-
ведением молекул в капле жидкости:                                            ем внешних, валентных электронов атомов. Наиболее часто в молеку-
       - ядерные силы между нуклонами и сила взаимодействия между             лах встречается два типа связи: ионная и ковалентная.
молекулами в жидкости имеют малый радиус действия, т.е. являются                     Ионная связь (например, в молекулах NaCl, КВr) осуществляет-
короткодействующими;                                                          ся электростатическим взаимодействием атомов при переходе элек-
       - ядерные силы обладают свойством насыщения: каждый нуклон,            трона от одного атома к другому, т.е. при образовании положительно-
как и каждая молекула в капле, взаимодействует только с ограниченным          го и отрицательного ионов.
числом нуклонов, а не со всеми нуклонами ядра;                                       Ковалентная связь (например, в молекулах Н2, C2, CO) осуще-
       - плотность ядерного вещества приблизительно постоянна и не за-        ствляется при обобществлении валентных электронов двумя соседни-
висит от числа нуклонов, входящих в ядро. И для капли жидкости при            ми атомами (спины валентных электронов должны быть ан-
данных внешних условиях характерна постоянная плотность ее вещест-            типараллельны). Ковалентная связь объясняется на основе принципа
ва;                                                                           неразличимости тождественных частиц, например электронов в моле-