К ИСТОКУ

о развитии Божественного Начала в Человеке

* Вход   * Регистрация * FAQ * НОВЫЕ СООБЩЕНИЯ  * Ваши сообщения 

Текущее время: 11 дек 2017, 17:14

Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 18 ]  На страницу Пред.  1, 2
Автор Сообщение
Сообщение №16  СообщениеДобавлено: 31 мар 2014, 19:31 
Аватара пользователя
Не в сети

Зарегистрирован: 09 ноя 2012, 14:24
Сообщения: 1091
Имя: Михаил
Пол: мужской
Город: родной
Ядро-капля делится

Бор и Френкель рассуждали примерно так. Живет себе спокойно ядро, намечается даже какой-то порядок в движении ядерных частиц. Если ядерное здание устойчиво, то его обитатели ведут размеренную и замкнутую жизнь.

Но вот в ядро влетает непрошеная "гостья" - посторонняя частица. Она производит в нем немалый переполох. "Любопытные" обитатели ядра спешат "познакомиться" с "гостьей", "обменяться с нею приветствиями". В ядерном доме начинается форменная толчея.

Скоро новоприбывшую частицу становится невозможно отличить от коренных обитателей ядра. Энергия, которую она с собой принесла, быстро распределяется между ядерными частицами, и в результате ни влетевшая частица, ни частицы ядра не могут его покинуть. Образуется новое ядро, которое Бор назвал составным.

Все же спустя какое-то время в этой толчее какая-нибудь из частиц случайно получает достаточно сильный толчок и, преодолев потенциальный барьер на границе ядра, покидает его. Если вылетающая частица отличается от влетевшей, то совокупность этих событий имеет название ядерной реакции. Основанием такому названию служит то обстоятельство, что исходное ядро отличается от конечного. Совсем как в химии, где исходные вещества отличаются от возникающих в химической реакции.

Толчея частиц в составном ядре весьма напоминает хаотическое тепловое движение молекул в капле жидкости. Время от времени из капли испаряются отдельные молекулы. На это похоже "испарение" частиц из ядра, "разогретого" ударом в него посторонней частицы.

Что творится при этом в ядре, доподлинно не известно. Но можно считать, что оно ведет себя наподобие горячей капли. Понаблюдаем за поверхностью этой капли. Она все время волнуется, колеблется, на место вылетевшей молекулы приходят другие.

открыть спойлер
Уже давно было подмечено, что амплитуда колебаний на поверхности жидкости весьма сильно зависит от поверхностного натяжения жидкости в капле, возрастая с его уменьшением. Поверхностное натяжение в капле ядерной жидкости, как уже говорилось, обусловливается ядерными силами притяжения. Чем крупнее, массивнее ядро, тем меньше эти силы, тем слабее они связывают ядерные частицы. И в тяжелых ядрах даже сравнительно несильные толчки способны привести к угрожающему размаху колебаний их поверхности.

В случае массивных и не очень устойчивых ядер урана (вспомним, что по причине неустойчивости они и радиоактивны) таким толчком может явиться влетание в ядро нейтрона. Подчас достаточно совсем слабого толчка: ядро урана-235 разваливается уже при попадании в него теплового нейтрона, то есть нейтрона с энергией, в сотни миллионов раз меньше той, что характерна для атомных ядер.

Как делится обычная капля? Скоростная киносъемка позволяет это увидеть во всех деталях. При толчках определенной силы капля словно резонирует, на ее поверхности образуются особенно высокие волны. В какой-то момент капля принимает продолговатую форму, затем примерно посредине ее образуется перетяжка. Эта перетяжка становится все заметнее, и, наконец, капля делится на две.

Подобным образом можно наблюдать и более сложные случаи дробления капель. Тогда капли делятся не на две, а на большее число более мелких и обычно неодинаковых по размерам капель.Бор и Френкель предположили, что деление ядер происходит в результате подобной деформации ядерной поверхности при попадании нейтронов в тяжелые неустойчивые ядра.

_________________
Уважаемые читатели! Для того чтобы отображались все картинки необходима регистрация.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Сообщение №17  СообщениеДобавлено: 31 мар 2014, 19:32 
Аватара пользователя
Не в сети

Зарегистрирован: 09 ноя 2012, 14:24
Сообщения: 1091
Имя: Михаил
Пол: мужской
Город: родной
Ядро-обжора

Вернемся к некоторым очень интересным особенностям бета-распада. Одна из них заключается в том, что ядра не всегда выбрасывают только электроны.

Иногда из ядер вылетают зеркальные двойники электронов. Они отличаются от электронов только знаком электрического заряда - положительным. Объяснить этот вид бета-распада (впрочем, он встречается менее часто, чем обычный, с испусканием электронов) труднее. Нейтрон не может выбрасывать положительных электронов. Это мог бы совершать протон, превращаясь тем самым в нейтрон. Но протон, в отличие от нейтрона, абсолютно устойчив по отношению к бета-распаду.

И опять перед нами встает вопрос: как из ядра могут вылетать частицы, которых з нем нет? Теперь положение оказывается даже более трудным. Откуда берутся электроны, еще можно понять: их родитель - ядерный нейтрон. А вот откуда появляются положительные электроны, или позитроны, как их называют? Это удалось понять, но, к разочарованию читателей, разговор об этом мы отложим до следующей главы. Читатель вправе возмутиться: сколько можно откладывать да откладывать рассказ за минуту до разгадки! Получается, как в приключенческой повести! Нашему читателю придется тоже запастись терпением. Мы можем только сообщить, что развязка этого "приключения" окажется весьма увлекательной.

Пока же, чтобы смягчить разочарование, поведаем об удивительных случаях, когда ядро пожирает электроны из оболочки собственного атома. Физики назвали столь зверское поведение ядер довольно мягким термином "электронный захват".

Но как оно вообще возможно? В самом начале книги мы говорили, что квантовые законы жизни атома, найденные еще Бором, косвенно отражают невозможность "самоубийства" атомов. Ради этого и были введены орбиты, на которых могут жить электроны, не теряя своей энергии на излучение и не падая из-за этого на ядро.

В легких атомах, в которых невелик заряд ядра и мало электронов, запрет квантовой механики выполняется строго: электронное "облако вероятности" не заходит в область, занятую ядром. Но вот в тяжелых ядрах самые глубокие, то есть находящиеся на наиболее близких к ядру оболочках, электроны пребывают уже в иных условиях.

открыть спойлер
Снаружи их отталкивают многочисленные электроны, изнутри не менее сильно притягивает ядро с большим положительным зарядом. И электроны не выдерживают двойного натиска: электронные облака начинают заходить в запретную ранее для них зону. Возникает некоторая (хотя все же и не очень большая) вероятность пребывания атомных электронов в ядре.

А раз существует такая вероятность, то рано или поздно в том или другом атоме природа реализует ее. Это и есть захват электрона ядром.

Но вот электрон очутился в ядре. Что при этом происходит? Заряд ядра, понятно, уменьшается на единицу, как при позитронном бета-распаде. А спин? Оказывается, спин ядра, несмотря на то, что он получил добавку от электрона, остается неизменным.

Отсюда можно сделать только один вывод: спин, принесенный электроном, из ядра уносит другая частица. Это делает старый сообщник электрона i- нейтрино. Только теперь он не испускается в паре с электроном, а напротив, появляется, когда электрон исчезает в ядре.

В результате единственным свидетелем "трагедии", разыгравшейся в недрах атома, оказывается нейтрино - этот бесплотный дух. Вызвать этого "свидетеля" на допрос, как мы уже знаем, исключительно трудно.

Но все же в последние годы это удалось. Дело в том, что наш "свидетель", влетая в другое ядро, может вызвать в нем превращение протона в положительный электрон и нейтрон - процесс, обратный тому, обяснение которого мы отложили до следующей главы. Этот процесс так и был назван обратным бета-распадом.

Ставить опыт по наблюдению этого процесса на единичных нейтрино- бессмысленная задача. Нейтрино с феноменальной легкостью ускользает от всяких попыток схватить его. Значит, надо как-то собрать целые полчища этих "свидетелей", решили ученые. Тогда, может быть, удастся поймать хотя бы немногих из них.

А эту задачу было уже сравнительно нетрудно решить. В ядерных реакторах в результате реакции деления возникают мощные потоки нейтронов. Поглощаясь в материале стенок реактора, они наводят в нем искусственную радиоактивность. Немалый вклад в нее вносят и возбужденные ядра - осколки развалившихся ядер. Эта радиоактивность есть бета-радиоактивность. Ядерный реактор ежесекундно испускает целые тучи нейтрино. Сквозь защиту реактора, прекрасно задерживающую нейтроны и гамма-лучи, нейтрино проходят куда легче, чем нож сквозь масло.

Возле реактора поставили очень большой сцинтилляционный счетчик, наполненный веществом, которое хорошо отзывалось на нейтрино, - раствором кадмия. При поглощении нейтрино ядра кадмия охотно выбрасывали позитроны, которые давали вспышку света в веществе счетчика (например, в жидком водороде).

И позитроны действительно появились! Причина их рождения могла быть только одна - попадание нейтрино в ядра кадмия. Так, спустя четверть века после того, как Паули высказал свою гипотезу, была опознана еще одна частица мира сверхмалых вещей, рожденная на кончике пера теоретика.

Дальнейшее показало, что нейтрино - действительно одна из самых удивительных частиц микромира. Но об этом разговор впереди.

На этом мы заканчиваем путешествие с квантовой механикой по миру атомных ядер. Вместе с нею мы уже сталкиваемся с трудностями преодоления дебрей ядерного "леса". И конца этим дебрям еще не видно.

Нам предстоит углубиться в еще более скрытый мир элементарных частиц вещества, - в мир, где наиболее четко проявляются те закономерности, которые нашли свое отражение в волновых свойствах частиц вещества и вещественных свойствах волн.

_________________
Уважаемые читатели! Для того чтобы отображались все картинки необходима регистрация.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Сообщение №18  СообщениеДобавлено: 31 мар 2014, 19:34 
Аватара пользователя
Не в сети

Зарегистрирован: 09 ноя 2012, 14:24
Сообщения: 1091
Имя: Михаил
Пол: мужской
Город: родной
Ядро состоит из оболочек?

Ядро в отличие от атома не имеет центрального тела, вокруг которого в атоме вели хоровод электронные облака. В течение нескольких лет после открытия протонно-нейтронного строения ядра физики представляли себе ядро как более или менее равномерно размазанное по крошечному объему ядерное вещество в виде облаков протонов и нейтронов.

Однако открытие насыщения ядерных сил и явление альфа-распада как-будто бы указывали на то, что ядерное вещество не совсем бесформенно, что в нем проступают контуры небольших "клеточек" - альфа-частиц. По мере того как квантовая механика и эксперимент все глубже продвигались в ядерный лес, становилось все яснее, что в этом лесу можно обнаружить и целые группы деревьев, что он не бесформен, как при взгляде издали, когда за лесом не видать отдельных деревьев.

Мы уже знаем, что четверка частиц занимает самое низкое энергетическое положение в ядре, что она наиболее устойчива из всех ядерных блоков. Этому положению отвечает один общий уровень энергии, на котором находятся два протона и два нейтрона с противоположными направлениями спинов.

Вторая четверка частиц в данном ядре займет другой уровень энергии, третья - третий и так далее. С ростом числа четверок частиц заполняются все более высокие уровни энергии в ядре, в некотором подобии тому, как это происходит с электронами в атомах.

Но не все же ядра состоят из четверок! Правильно. Значит, в ядрах с числом частиц, не кратным четырем, соответствующие уровни энергии будут заселены не полностью. Ядро начинает походить на атом. Там - заполненные, замкнутые, устойчивые электронные оболочки (вспомним инертные газы). Здесь - заполненные, особо устойчивые ядерные "оболочки" из четверок и большого числа ядерных частиц.

открыть спойлер
Но одной внешней аналогии мало. Хотелось бы иметь более наглядные доказательства существования оболочек в ядре. Что ж, обратимся к нашим графикам устойчивости и распространенности ядер. Возьмем на учет несколько самых высоких пиков и подсчитаем, какие числа протонов и нейтронов в ядрах отвечают каждому из них.

Первый из них - это гелий-4; его ядро - альфа-частица - состоит из 2 протонов и 2 нейтронов. Затем идет кислород-16-8 протонов и 8 нейтронов, за ним кальций-40-20 протонов и 20 нейтронов, и так далее. Наконец, на правом краю графика последний высокий пик принадлежит свинцу-208, ядро которого имеет 82 протона и 126 нейтронов. (К ним надо прибавить еще ядро олова с 50 протонами. Оно настолько устойчиво, что на базе этой "конструкции" природа смогла создать целый десяток устойчивых изотопов, тогда как для других чисел протонов известны лишь 2-5 устойчивых изотопов.) Итак, наиболее устойчивые ядра имеют числа протонов и нейтронов 21, 8, 20, 50, 82 и 126. Уместно предположить, что эти ядра - как бы аналоги атомов инертных элементов с 2, 10, 18, 36, 54 и 86 электронами. И те и другие - каждые в своем мире- рекордсмены устойчивости.

Упомянутые числа протонов и нейтронов получили название "магических". Действительно, есть что-то магическое в том, что ядра и электронные оболочки атомов - два мира, живущие по совершенно разным законам, -i обнаруживают нечто общее в своем строении.

Правда, сравнение магических чисел с числами электронов в наиболее устойчивых атомах показывает их заметное различие. Совпадение этих чисел имеет место только у гелия, который держит рекорды устойчивости сразу в обоих мирах. Расхождение этих чисел не случайно. Напротив, было бы слишком удивительно, если бы оба ряда чисел совпадали: слишком уж несхожи условия жизни в ядре и в электронной оболочке атома! Но все же некоторое подобие оболочек в ядре существует. Это подтверждается еще одной аналогией, полученной из опыта. Рассмотрим, на? пример, атом калия ( 19). Он одновалентен, иными словами, в нем есть один электрон сверх заполненной и замкнутой оболочки инертного атома аргона. Общий спин электронной оболочки атома калия равен спину этого валентного электрона. В самом деле, спины всех остальных электронов по" парно направлены в противоположные стороны и тем "гасят" друг друга; так что их сумма равна нулю.

Сравним с ним ядро изотопа кислорода-17, в котором сверх заполненной оболочки из четырех четверок частиц есть один нейтрон. В соответствии с вышеуказанным следовало бы ожидать, что спин ядра кислорода равен спину этого "сверхштатного" нейтрона. Так оно и есть.

И такое совпадение не единично. Измеренные на опыте спины ядер часто прекрасно согласуются с теми, что предсказываются моделью ядерных оболочек.


автор статей: http://evosfera.ru/

_________________
Уважаемые читатели! Для того чтобы отображались все картинки необходима регистрация.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 18 ]  На страницу Пред.  1, 2

Текущее время: 11 дек 2017, 17:14

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1

Вы не можете начинать темыВы не можете отвечать на сообщенияВы не можете редактировать свои сообщенияВы не можете удалять свои сообщенияВы не можете добавлять вложения
Перейти: