Atommag
From Wikipedia, the free encyclopedia
From Wikipedia, the free encyclopedia
Az atomok tömegének legnagyobb része egy, az atom térfogatához képest igen kis méretű, pozitív töltésű atommagban koncentrálódik. Az atommag átmérője néhányszor 10−15 m, ami az atom méretének tízezred része. A Rutherford-féle szórási kísérlet eredménye vezette végül Ernest Rutherfordot és Niels Bohrt egy olyan atommodellhez, amelyben a pozitív töltésű pici, de nehéz magot a negatívan töltött elektronok felhője veszi körül. A magban levő protonok száma adja az atom rendszámát, amely semleges atom esetén megegyezik a mag körül keringő elektronok számával. Mivel az elektronszám határozza meg a kémiai viselkedést, ezért az azonos protonszámú magok kémiai szempontból nagyon hasonlóan viselkednek, a protonszám határozza meg azt, hogy valami milyen kémiai elem (például hidrogén vagy vas). Az atommagban levő nukleonok (proton+neutron) teljes száma adja az atom tömegszámát.
Amikor a fizikusok az atommag szerkezetét kezdték vizsgálni, azzal a problémával találták magukat szemben, hogy bár a magban lévő protonok a Coulomb-erő miatt nagy erővel taszítják egymást, az atommag mégis stabil állapotban van. E problémának csak egy megoldása van, a természetben léteznie kell még egy igen rövid hatótávolságú, de nagyon intenzív erőhatásnak, amely az elektromos taszítást kompenzálja. Ez a magerő.
A fizikában általában akkor mondjuk egy rendszerre, hogy ismerjük, ha létezik egy többé-kevésbé minden tulajdonságát megmagyarázó modellünk. Az atommag esetében azonban a modellezés kivételesen nehéz:
Természetesen léteznek különböző modellek, amik jól magyarázzák a mag egyes tulajdonságait.
Az atommag tömegét atomi tömegegységben (jele: U vagy ATE) a következő összefüggés adja meg:
Az atommag nukleonokból épül fel, melyeket a töltésfüggetlen erős nukleáris kölcsönhatás tart össze. Az összetett mag tömege mindig kisebb, mint az azt alkotó részecskék tömege külön-külön. Az előálló tömegdefektus vagy tömeghiány:
A tömeghiánynak (tömegdefektusnak) megfelelő (kötési) energia tartja össze az atommagot. Értéke a Weizsäcker-féle empirikus összefüggésből állapítható meg.
Az atommagok sűrűsége állandó, kémiai elemektől és izotópoktól függetlenül. Az atommag sűrűsége magas érték, 1014 g/cm3, ami megfelel 108 tonna/cm3-nek. Mivel az atommag sűrűsége állandó, ezért a térfogata a tömegszámmal egyenesen arányosan, míg sugara annak köbgyökével arányosan változik.
Földi viszonyok között állandó struktúra az atommag, amelyet a nukleáris kölcsönhatás alakít ki. Két m tömegű nukleon között fellépő magerő hatótávolsága: b = h/2πmc
A nukleon (proton vagy neutron) átmérője kb. 1 fm (= 10−15 m). Az atommag alakja közelíthető gömbbel, így az atommagok méretének számítására tapasztalati összefüggést alkalmazunk:
ahol
A mag sugara 0,005%-a (1/20 000) az atom sugarának. A mag sűrűsége olyan nagy, hogy egy liternyi maganyag tömege körülbelül 200 000 000 000 tonnát nyomna. A kompakt neutroncsillagokat teljes egészében nukleonok alkotják, sűrűségük tehát megegyezik az atommagéval.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
