Atoma kodols

atoma centrālā daļa, kurā koncentrēta tā masa

Atoma kodols ir atoma centrālā daļa, kurā koncentrēta tā masa (99,9% no atoma masas). Atoma kodols (1×10-15 m) ir aptuveni 100 000 reižu mazāks par atomu kopumā, bet tā masa ir apmēram 4000 reižu lielāka nekā atomā ietilpstošo elektronu masa. Atoma kodols sastāv no nukloniem (protoniem un neitroniem), kurus savā starpā saista stiprā mijiedarbība. Protonu skaits kodolā sakrīt ar ķīmiskā elementa atomskaitli, bet nuklonu skaits, kas parasti ir lielāks nekā protonu skaits, viena ķīmiskā elementa atomiem var atšķirties (ķīmiskā elementa izotopi atšķiras pēc neitronu skaita kodolā). Atoma kodola elektriskais lādiņš ir pozitīvs, un tā lielums ir atkarīgs no protonu skaita kodola.

Shematisks atoma kodola attēlojums. Sarkanā krāsā ir protoni, bet zilā krāsā — neitroni

Atomu kodoli ir kodolfizikas pētījumu objekts. Kodolu kā daļiņu ar noteiktu protonu un neitronu skaitu dažreiz dēvē par nuklīdu (skatīt radionuklīdus).

Dažiem kodoliem ir savi vēsturiski izveidojušies nosaukumi:

Pētījumu vēstureLabot

 
Ernests Rezerfords ieviesa atoma kodola jēdzienu

Atoma kodola jēdzienu 1911. gadā ieviesa angļu kodolfiziķis Ernests Rezerfords. Viņš veica eksperimentus, apšaudot metāla foliju ar alfa daļiņām. Šajā eksperimentā alfa daļiņas stipri noliecās vai pat atsitās atpakaļ, kas ļāva viņam izvirzīt atoma planetāro modeli.[1] Kopš 1920. gada ūdeņraža atoma kodola oficiālais nosaukums ir protons. 1932. gadā angļu fiziķis Džeimss Čedviks atklāja līdz tam nezināmos neitronus. Tajā pašā gadā ukraiņu fiziķis Dmitrijs Ivaņenko izvirzīja hipotēzi, ka atoma kodoli sastāv no protoniem un neitroniem.[2] Šo hipotēzi vēlāk apstiprināja kodolfizikas pētījumi.

Fizikālie lielumiLabot

MasaLabot

Tā kā vienam ķīmiskajam elementam var būt vairāki izotopi (atšķirīgs neitronu skaits kodolā), tad arī to kodola masas   ir dažādas. Izotopa nuklonu skaits ir vienāds ar noapaļotu kodola relatīvo atommasu. Nuklonu skaits ir vienāds ar protonu un neitronu summu  . Viena protona masa ir 1,007 u, bet neitrona masa ir 1,009 u.

Masas defektsLabot

Dabā kodola masa ir mazāka par kodolā esošo protonu un neitronu masu summu. Šo starpību sauc par masas defektu  .

 

Masas defekta pastāvēšana liecina, ka nukloniem nav spēkā masu nezūdamības likums. To pierāda relativitātes teorija.

Kodola saites enerģijaLabot

Kodola saites enerģija   ir enerģija, kas pēc Einšteina formulas ir vienāda ar masas defekta un gaismas ātruma kvadrāta reizinājumu.

 

RādiussLabot

Atoma kodola izmēru var aprēķināt pēc formulas:

 ,

kur   — konstante (  m).

AtsaucesLabot

  1. «6.1. Rezerforda eksperiments. Planetārais atoma modelis» (latviešu). Skatīts: 2020. gada 16. jūlijā.
  2. «Dmitrijs Ivaņenko» (latviešu). Skatīts: 2020. gada 16. jūlijā.

Ārējās saitesLabot