НУКЛОН
НУКЛОН, общее название протона и нейтрона – частиц, из которых состоят ядра атомов. На нуклоны приходится основная часть массы атома. Несмотря на различие в некоторых свойствах и поведении, нейтроны и протоны, по мнению физиков, достаточно сходны, чтобы считать их членами одного семейства, подобно тому как биологи относят к единому виду собак и волков. Так, их массы различаются не более чем на 1%, а спины одинаковы. Кроме того, почти одинаковы силы, действующие между двумя нейтронами или двумя протонами на малых расстояниях (10 –15 м и меньше). Наиболее существенное различие между протоном и нейтроном – наличие у протона электрического заряда, которого нейтрон, как это видно из его названия, не имеет.
Ядро простейшего атома – атома водорода – представляет собой протон. Ядра остальных атомов состоят из протонов и нейтронов. То, что ядро водорода является фундаментальной частицей вещества, установил Э.Резерфорд, который показал, что масса положительного заряда атома сконцентрирована в очень малой области пространства, и назвал его протоном. Масса протона составляет 1,67 Ч 10 –24 г, т.е. примерно в 1836 раз превышает массу электрона. Электрический заряд протона (1,6 Ч 10 –19 Кл) равен по величине, но противоположен по знаку заряду электрона. Подобно электрону, протон обладает отличным от нуля спином, который можно представить себе как характеристику вращения частицы вокруг своей оси, подобного суточному вращению Земли. Спин протона равен h /2 p , где h – фундаментальная физическая константа, называемая постоянной Планка. Если протон находится в магнитном поле, то его спин прецессирует подобно волчку, прецессирующему под действием силы тяжести. Скорость этой прецессии определяется магнитным моментом, который у протона равен 1,4 Ч 10 –26 Дж/Тл и направление которого совпадает с направлением спина (т.е. оси вращения).
Хотя Резерфорд еще в 1920 допускал существование в ядрах нейтронов, первые убедительные доказательства существования этих частиц принесла работа его ассистента Дж.Чедвика в 1932. Чедвик облучал бериллий альфа-частицами радиоактивного источника. Тогда уже было известно, что облученный бериллий становится источником нового излучения. Это излучение при столкновении с другими ядрами выбивает из них протоны. Чедвик предположил, что излучение бериллия представляет собой поток частиц с массой, примерно такой же, как у протона, но без электрического заряда. Он назвал такие частицы нейтронами.
Масса нейтрона несколько превышает массу протона и в 1839 раз массу электрона. Как и у протона, спин нейтрона равен h/2 p . У нейтрона есть и магнитный момент, равный 9 Ч 10 –27 Дж/Тл, т.е. примерно 2/3 магнитного момента протона. Но, в отличие от протона (см. выше), магнитный момент нейтрона ориентирован противоположно его спину (оси вращения). Существование магнитного момента у нейтрона – частицы, не имеющей электрического заряда, – указывает на то, что эта частица вряд ли элементарна и, скорее, построена из других частиц, в том числе и из имеющих электрический заряд.
В современной физике представление о структуре нуклонов опирается на кварковую модель. Согласно последней, нуклоны состоят из более простых частиц трех типов, названных кварками. Если электрический заряд протона обозначить через е , то протон будет содержать два кварка с зарядом +(2/3е) и один кварк с зарядом –(1/3е), а нейтрон – один кварк с зарядом +(2/3е) и два кварка с зарядом –(1/3)е. Кварковая модель получила убедительное подтверждение в опытах по рассеянию электронов высоких энергий, которые, взаимодействуя с нуклонами, выявили наличие у них внутренней структуры.
В отличие от протона нейтрон нестабилен; в среднем через 15 мин свободный нейтрон самопроизвольно превращается в протон, электрон и антинейтрино. Нейтроны, входящие в состав стабильных ядер, подобных превращений не испытывают.
Благодаря наличию заряда и магнитного момента протоны реагируют на электрические и магнитные поля. Примером может служить ядерная магнитная томография. Спины протонов испытывают прецессию в магнитном поле. Регистрируя сигналы ядерного магнитного резонанса этих протонов при воздействии внешнего электромагнитного излучения, можно получить картину распределения атомов водорода в веществе. Манипулировать нейтронами труднее. Зато благодаря отсутствию электрического заряда нейтроны гораздо легче, нежели заряженные частицы, проникают в атомные ядра. При этом нейтроны вызывают превращения, подобные делению ядер, которое служит источником получения электрической энергии в огромных масштабах. См. также АТОМ; МОМЕНТЫ АТОМОВ И ЯДЕР; МАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС; ЯДЕР ДЕЛЕНИЕ; ДЕТЕКТОРЫ ЧАСТИЦ; ЧАСТИЦЫ ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ; ПЛАНКА ПОСТОЯННАЯ.
Бейзер А. Основные представления современной физики. М., 1970
Элементарные частицы, вып. 9. М., 1973
Александров Ю.А. Фундаментальные свойства нейтронов. М., 1982
Источник
Нуклоны
Нукло́ны (от лат. nucleus — ядро) — общее название для протонов и нейтронов.
С точки зрения электромагнитного взаимодействия протон и нейтрон разные частицы, так как протон электрически заряжен, а нейтрон — нет. Однако с точки зрения сильного взаимодействия, которое является определяющим в масштабе атомных ядер, эти частицы неразличимы, поэтому и был введен термин «нуклон», а протон и нейтрон стали рассматриваться как два различных состояния нуклона, различающихся проекцией изотопического спина. Близость свойств изоспиновых состояний нуклона является одним из проявлений изотопической инвариантности.
Нуклоны относятся к семейству барионов (группа N-барионов). Они являются самыми лёгкими из известных барионов.
Свойства нуклонов
| Название | Обозначение | Энергия, МэВ | Время жизни в свободном состоянии | Электрический заряд | Проекция изоспина | Кварковый состав |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Нейтрон | n 0 | 939,565 | 886 сек | 0 | −1/2 | udd |
| Протон | p + | 938,2726 | > 2,9×10 29 лет | +1 | +1/2 | uud |
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое «Нуклоны» в других словарях:
НУКЛОНЫ — НУКЛОНЫ, общее название протонов и нейтронов, входящих в состав атомных ядер … Современная энциклопедия
НУКЛОНЫ — (от лат. nucleus ядро), общее наименование для протонов и нейтронов ч ц, из к рых построены все ядра атомные. (см. ИЗОТОПИЧЕСКАЯ ИНВАРИАНТНОСТЬ). Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров.… … Физическая энциклопедия
Нуклоны — НУКЛОНЫ, общее название протонов и нейтронов, входящих в состав атомных ядер. … Иллюстрированный энциклопедический словарь
Нуклоны — (от лат. nucleus ядро) общее наименование для протонов и нейтронов частиц, образующих ядра атомные (См. Ядро атомное). См. также Изотопическая инвариантность … Большая советская энциклопедия
Нуклоны — (лат. ядро) общее название для протонов и нейтронов частиц, образующих атомные ядра (см. Атом, Нейтрон, Протон, Элементарные частицы) … Концепции современного естествознания. Словарь основных терминов
ЯДРО АТОМНОЕ — центральная массивная часть атома, состоящая из протонов и нейтронов (нуклонов). Масса Я. а. примерно в 4 •103 раз больше массы всех входящих в состав атома эл нов. Размеры Я. а. составляют = 10 12 10=13 см. Электрич. заряд положителен и по абс.… … Физическая энциклопедия
Ядро атомное — центральная массивная часть атома, вокруг которой по квантовым орбитам обращаются электроны. Масса Я. а. примерно в 4·103 раз больше массы всех входящих в состав атома электронов. Размер Я. а. очень мал (10 12 10 13 см), что… … Большая советская энциклопедия
Атомное ядро — Ядерная физика … Википедия
Барион — Барионы (от греч. βαρύς тяжёлый) семейство элементарных частиц, сильно взаимодействующие[1] фермионы[2], состоящие из трёх кварков (предполагается, но не доказано существование барионов из 5 и большего числа кварков, см. пентакварк). Барионы… … Википедия
ФОТОЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ — ядерные превращения, идущие при поглощении g квантов ядрами. К Ф … Физическая энциклопедия
Источник
Какие частицы называют нуклонами варианты ответов
Нуклон – это общее название протона и нейтрона, частиц, из которых состоят ядра атомов. Большая часть массы атома приходится на нуклоны. Несмотря на то что протоны и нейтроны различаются в некоторых свойствах и поведении, физики склонны считать их членами одного «семейства». Статьи по теме:
Протоны и нейтроны имеют почти одинаковую массу, разница ее составляет не более 1 %. Силы, действующие между двумя протонами или нейтронами, на одинаковом расстоянии, практически равны. Наиболее существенным различием между нейтроном и протоном является наличие у последнего положительного электрического заряда. Нейтрон, в отличие от протона, заряда не имеет.
Фундаментальной частицей вещества является ядро водорода, поскольку оно представляет собой протон. Этот факт установил Э. Резерфорд, он доказал, что масса положительного заряда атома находится в очень маленькой области пространства. Масса протона в 1836 раз превышает массу электрона, а его электрический заряд равен по величине заряду электрона, но имеет противоположный знак. Так же, как и электрон, протон обладает спином, не равным нулю. Спин – это характеристика вращения частицы вокруг своей оси, аналогично суточному вращению Земли. Если протон находится в магнитном поле, то он вращается, как юла, под воздействием силы тяжести. Скорость этого движения определяется магнитным моментом. Его направление у протона совпадает с направлением оси вращения.
Существование нейтронов было доказано ассистентом Э. Резерфорда Дж. Чедвиком. В своем опыте Чедвик облучал бериллий, который в свою очередь также становился источником излучения. Данное излучение при столкновении с ядрами выбивало из них протоны. Чедвик предположил, что излучение представляет собой поток частиц с массой, равной массе протона, но не имеющих электрического заряда, и назвал их нейтронами.
В современной физике существует кварковая модель, дающая представление о структуре нуклонов. Согласно ей, нуклоны состоят из кварков трех типов – более простых частиц. Если по данной теории заряд протона обозначить через е, то он будет иметь два кварка с зарядом +2/3е и один кварк с зарядом -1/3е, а нейтрон – один кварк с зарядом +2/3е и два кварка с зарядом –1/3е. Эта модель имеет довольно убедительное подтверждение в экспериментах по рассеиванию электронов высоких энергий. Электроны при взаимодействии с нуклонами выявили у них присутствие внутренней структуры.
Источник
Какие элементарные частицы называют нуклонами?
г) постулат о тождественности тяжелой и инертной масс.
3-5.75. Взаимодействие, являющееся короткодействующим (действующим на сверхмалых расстояниях) среди фундаментальных взаимодействий, это:
в) сильное (ядерное);
3-5.76. Взаимодействие, ответственное за распад элементарных частиц, это:
д) сильное (ядерное).
3-5.77. Взаимодействие, обеспечивающее связь нуклонов в ядре атома, это:
в) сильное (ядерное);
3-5.78. Взаимодействие, обеспечивающее связь нейтрино с веществом, это:
г) сильное (ядерное).
3-5.79. К лептонам, как к классу легких элементарных частиц, не относятся:
г) мюоны (мю-мезоны).
3-5.80. Какая физическая характеристика относится исключительно к кваркам:
3-5.81. Какой (какие) принцип(ы) относится к принципам неклассического естествознания:
б) запрета Паули;
в) абсолютности пространства и времени;
г) неопределенности Гейзенберга;
д) правильно а) и в);
е) правильно а), б) и г);
ж) правильны все ответы.
3-5.82. Какой принцип относится к принципам пост-неклассического естествознания:
а) подчинения Хакена;
б) неопределенности Гейзенберга;
в) запрета Паули;
г) наименьшего действия Мопертюи;
д) независимости явлений от неускоренного движения.
3-5.83. Теория пространства и времени Эйнштейна, столетие которой отмечалось в 2005 году, широко известна в отечественной литературе под аббревиатурой (кратко) СТО. Правильное это декодируется (расшифровывается) как:
а) специализированная теория отношений;
б) специальная теория одновременности;
в) специальная теория оптимальности;
г) специальная теория относительности;
д) специальная теория обобщения;
е) специальная теория отображений;
ж) специальная теория отражения.
3-5.84. Возрастание энтропии физической системы ведет в ней к:
Источник