2. Yadroviy kuchlar. Yadroning fenomenologik modellari.
Yadro o'lchamlari bilan tanishgandan so'ng quyidagicha muloqaza yuritishimiz mumkin. Yadro tarkibidagi ikki proton orasida, Kulon qonuniga asosan, miqdori
bo'lgan o'zaro itarishish kuchi ta'sir qilishi lozim. Og’ir yadrolarda (bu yadrolarda bir necha o'nlab protonlar mavjud) esa, kulon kuchining miqdori bir necha ming nyutonga etadi. Bunday kuchlar ta'sirida yadrodagi protonlar tarqab ketishi lozim edi. Vaholanki, barqaror yadrolar mavjud. Balki yadrolar barqarorligining sababini nuklonlar orasidagi o'zaro tortishish gravitatsion kuchlarining ta'siri bilan tushuntirish mumkindir. Biroq ikki proton orasidagi gravitatsion kuchning miqdori
ga teng, ya'ni gravitatsion kuch kulon kuchidan taxminan 1036 marta kichik. Shuning uchun barqaror yadrolarning mavjudligini yadro ichida tortishish xarakteriga ega bo'lgan qudratli yadroviy kuchlar bilan tushuntiriladi.
Yadroviy kuchlarning xususiyatlari tajrbada yaxshigina o'rganilgan. Bu xususiyatlarning asosiylari quyidagidan iborat:
1) nuklonlar orasidagi masofa r = (1 2) ∙1015 m bo'lganda yadroviy kuchlar tortishish xarakteriga, r < 1∙10 15 m masofalarda esa itarishish xarakteriga ega bo’ladi. r > 2∙10 15 m masofalarda yadroviy kuchlarning ta'siri deyarli sezilmaydi;
2) yadroviy kuchlarning miqdori o'zaro ta'sirlashayotgan nuklonlarning zaryadli yoxud zaryadsiz bo'lishiga bog’liq emas, ya'ni ikki proton, ikki neytron yoki proton va neytron orasidagi o'zaro ta'sirning kattaligi bir xil bo'ladi;
3) yadroviy kuchlar o'zaro ta'sirlashadigan nuklonlar spinlarining yo'nalishiga bog’liq. Bunga ikkita nuklondan tashkil topgan sistema misol bo'la oladi. Neytron va protonning spinlari faqat parallel bo'lgan taqdirdagina sistema bog’liq bo'ladi, ya'ni deyteriy (H2) hosil bo'ladi. Spinlari antiparalell bo'lgan neytron va proton H2 hosil qilmaydi;
4) yadroviy kuchlar to'yinish xususiyatiga ega, ya'ni xar bir nuklon yadrosidagi barcha nuklonlar bilan emas, balki o'zining atrofidagi chekli sonli nuklonlar bilan bir vaqtning o'zida ta'sirlasha oladi. Yadroviy kuchlarning bu xususiyati molekuladagi atomlarning valent bog’lanishini eslatadi. Masalan, vodorod atomi faqat yana bitta atom bilan birikishi, uglerod esa bir vaqtning o'zida boshqa 4-ta atom bilan bog’lanishi mumkin. Ma'lumki, valent bog’lanish molekuladagi atomlarning bir-biri bilan doimo valent elektronlar almashib turishi tufayli vujudga keladi. Vodorod atomining bitta valent elektroni bo'lganligi uchun u bittadan ortiq atom bilan elektron almasha olmaydi. Uglerodning esa, 4 ta valent elektroni bor. Shuning uchun u ikki, uch yoki 4 ta atom bilan elektronlar almashib turishi mumkin. Boshqacha qilib aytganda, valent kuchlarning to'yinish sababi ularning almashinuvchi kuchlar ekanligida edi. Xuddi shuningdek yadroviy kuchlarning to'yinishi ularning almashinuvchi kuchlar ekanligidan dalolat beradi. Umuman almashinuvchi kuchlar kvantomexanik tushunchadir. Bunda ikki zarra bir biri bilan uchunchi xil zarrani doimo almashib turish vositasida boqlangan bo'ladi.
Haqiqatdan, zamonaviy tasavvurlarga asosan, yadrodagi nuklonlar bir biri bilan - mezonlar almashib turadi. - mezonlar uch xil bo'ladi: musbat +, manfiy va neytral 0. Proton va neytronning o'zaro ta'sirlashishi quyidagicha amalga oshadi: proton + chiqarib o'zi neytronga aylanadi, + -ni neytron yutadi va u protonga aylanadi. Bu jarayonni sxematik tarzda
shaklida yozish mumkin. Bunda proton va neytron orasida zaryad almashinishi ro'y beryapti. Proton va neytron orasidagi o'zaro ta'siri 0 vositasida qam ro'y berishi mumkin, lekin bu holda nuklonlar zaryad almashmaydi:
Proton va proton yoki neytron va neytron orasidagi o'zaro ta'sir ham 0 vositachiligida o'tadi.
|
