โครงสร้างของนิวเคลียสอะตอม: ประวัติศาสตร์การศึกษาและลักษณะสมัยใหม่

โครงสร้างของนิวเคลียสอะตอมเป็นหนึ่งในคำถามพื้นฐานที่สุดของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ การทดลองอย่างต่อเนื่องในสาขานี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจสอบได้ไม่ว่าจะมีความแม่นยำสูงเพียงใดจากอะตอม แต่ใช้ประโยชน์จากความรู้ที่ได้จากอุตสาหกรรมต่างๆและในการสร้างอาวุธใหม่ล่าสุด

คำถามเกี่ยวกับโครงสร้างของทุกสิ่งทุกอย่างที่มีอยู่บนโลกใบนี้ได้ให้ความสนใจนักวิทยาศาสตร์มาตั้งแต่ไหน แต่ไร ดังนั้นในกรีกโบราณนักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่าในโครงสร้างของมันมีความสำคัญอย่างหนึ่งและไม่สามารถแบ่งแยกได้และฝ่ายตรงข้ามของพวกเขายืนยันว่าเรื่องนี้แบ่งได้และประกอบด้วยอนุภาคที่มีขนาดเล็กที่สุดอะตอมดังนั้นคุณสมบัติต่างๆของวัตถุจึงแตกต่างกัน

ความก้าวหน้าในการศึกษา โครงสร้างของโมเลกุลที่ เกิดขึ้นในศตวรรษที่สิบแปดเมื่ออยู่ในงานของ M.V. Lomonosov, L. Lavoisier, D. Dalton, A. Avogadro วางรากฐานของทฤษฎีโมเลกุลอะตอม - โมเลกุลตามที่ทุกอย่างในธรรมชาติประกอบด้วยโมเลกุลและในทางกลับกันประกอบด้วยอนุภาคแบ่งแยก - อะตอมที่มีปฏิสัมพันธ์กับแต่ละอื่น ๆ กำหนด คุณสมบัติพื้นฐานของสารต่างๆ

ขั้นตอนใหม่ในการศึกษาโครงสร้างโมเลกุลและอะตอมเริ่มขึ้นในตอนท้ายของศตวรรษที่ 19 เมื่อ อีรูเทอร์ฟอร์ด และนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ หลายคนทำการค้นพบซึ่งเป็นผลให้ โครงสร้างของอะตอม และนิวเคลียสของอะตอมเกิดขึ้นในแสงใหม่อย่างสมบูรณ์ ดังนั้นอะตอมไม่ได้อยู่ที่อนุภาคที่ไม่สามารถแบ่งแยกได้ แต่ตรงกันข้ามมันประกอบด้วยส่วนประกอบที่เล็กกว่า - นิวเคลียสและอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ไปรอบ ๆ ในวงโคจรที่สลับซับซ้อน ความเป็นกลางโดยทั่วไปของอะตอมนำไปสู่ข้อสรุปว่าอิเล็กตรอนที่มีประจุลบควรจะสมดุลโดยองค์ประกอบที่มีประจุบวก เมื่อมันเปิดออกมาในภายหลังองค์ประกอบดังกล่าวจะมีอยู่: พวกเขาเรียกว่าอนุภาค, หรือโปรตอน

ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่ทันสมัยช่วยให้เราสามารถยืนยันได้ว่าโครงสร้างของ นิวเคลียส ของ อะตอมมี ความซับซ้อนมากกว่าที่ดูเหมือนกับเมื่อหลายร้อยปีก่อน ดังนั้นวันนี้เป็นที่ทราบกันดีว่านิวเคลียสของอะตอมมีโปรตอนไม่เพียง แต่อนุภาคที่ไม่ได้มีประจุนิวตรอน ร่วมกับโปรตอนกับนิวตรอนเรียกว่า nucleons เนื่องจาก มวลนิวตรอน สูงกว่า โปรตอน เพียง 0.14% จึงมักถูกละเลยในการคำนวณ

ขนาดของแกนอยู่ระหว่าง 10-12 และ 10-13 ซม. แม้ว่ามวลอะตอมมากกว่า 95% จะมีสมาธิอยู่ในนิวเคลียสขนาดของอะตอมนั้นใหญ่กว่าขนาดของนิวเคลียสถึงแสนเท่า

ลักษณะเฉพาะเชิงปริมาณของโครงสร้างของนิวเคลียสอะตอมสามารถแยกออกได้จากตารางธาตุของ D.I. Mendeleev University จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสมีค่าเท่ากับผลรวมของอิเล็กตรอนที่หมุนไปรอบ ๆ และสอดคล้องกับเลขลำดับในตารางองค์ประกอบ เพื่อที่จะทราบจำนวนนิวตรอนจำเป็นต้องลบหมายเลขซีเรียลจากมวลรวมของธาตุและล้อมรอบให้เป็นจำนวนเต็ม สารที่มีจำนวนโปรตอนเกิดขึ้นและจำนวนนิวตรอนแตกต่างกันเรียกว่าไอโซโทป

คำถามที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาเกี่ยวกับโครงสร้างของนิวเคลียสคือคำถามเกี่ยวกับกองกำลังที่มีโปรตอนเพราะมีค่าใช้จ่ายเหมือนกันพวกเขาควรถูกขับไล่ ตามที่การศึกษาได้แสดงให้เห็นระยะห่างระหว่างโปรตอนในนิวเคลียสมีขนาดเล็กมากจนการขับไล่ระหว่างพวกมันไม่เกิดขึ้น ยิ่งไปกว่านั้นไบร์ทที่ตั้งอยู่ระหว่างโปรตอนมีส่วนร่วมในการทำงานร่วมกันอย่างใกล้ชิดและมีแรงดึงดูดอย่างต่อเนื่องต่อกัน

โครงสร้างของนิวเคลียสอะตอมยังคงมีความลึกลับอยู่มากมาย การแก้ปัญหาของพวกเขาไม่เพียง แต่ช่วยให้มนุษยชาติสามารถเข้าใจโครงสร้างของโลกโดยรอบได้ดีขึ้นเท่านั้น แต่ยังทำให้การพัฒนาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเป็นไปในเชิงคุณภาพ