원자 핵 정의 및 사실

원자 핵 강한 힘에 의해 함께 유지되는 양성자와 중성자를 함유하는 원자의 작고 밀도가 높은 코어입니다. 종합적으로, 핵의 양성자와 중성자를 핵이라고한다. 원자 핵의 양성자 수는 원자의 요소를 식별합니다. 요소를 알면, 핵의 중성자 수는 동위 원소를 식별합니다.

원자 핵은 양성자와 중성자로 구성됩니다.
핵은 양의 전하를 갖습니다.
핵 조성물은 원자의 요소 (양성자 수)와 동위 원소 (중성자 수)를 결정합니다.
핵은 매우 작고 밀도가 높습니다. 거의 모든 원자 질량을 설명하지만 그 부피는 거의 없습니다.

단어 원점

핵이라는 단어는 라틴어 단어 핵에서 유래 한 것입니다 , 이는 "커널"또는 "너트"를 의미합니다. Michael Faraday는 1844 년에 원자의 중심을 핵으로 언급했으며 Rutherford는 1912 년 에이 용어를 사용했습니다. 그러나 다른 과학자들은 즉시 그것을 채택하지 않았으며 원자 핵을 몇 년 동안 커널이라고 언급했습니다.

역사

1911 년에 어니스트 러더 포드의 원자 핵에 대한 발견은 1909 Geiger-Marsden Gold Foil 실험에서 뿌리를 추적합니다. 금 포일 실험에는 알파 입자 (헬륨 핵)가 얇은 금 시트에서 촬영하는 것이 포함되었습니다. 알파 입자가 금을 쉽게 통과한다면, J. J. Thomson의 원자 푸딩 모델 "을 지원할 것입니다. 그러나, 많은 알파 입자가 호일에서 튀어 나온 것인데, 이는 원자가 양전하와 음전하의 별도의 영역으로 구성됩니다.

1932 년 중성자의 발견은 원자 핵의 본질을 더 잘 이해하게되었습니다. Dmitri Ivanenko와 Werner Heisenberg는 음으로 하전 된 전자 구름으로 둘러싸인 양의 충전 된 핵을 가진 원자 모델을 제안했습니다.

원자 핵에는 무엇이 포함되어 있습니까?

원자 핵은 양성자와 중성자로 구성됩니다. 양성자와 중성자는 쿼크라고 불리는 아 원자 입자로 만들어집니다. 쿼크는 다른 유형의 아 원자 입자 (글루온)를 교환합니다. 이 교환은 핵 내에서 입자를 함께 결합시키는 강력한 힘입니다. 강한 힘은 단거리에 걸쳐 작용하지만 양으로 충전 된 양성자 사이의 정전기 반발보다 더 강력합니다.

우리는 일반적으로 양성자와 중성자를 입자로 생각하지만 파도의 특성도 가지고 있습니다. 양성자와 중성자는 다른 양자 상태를 가지기 때문에 동일한 공간파 함수를 공유 할 수 있습니다. 사실상, 2 개의 양성자, 2 개의 중성자 또는 양성자 및 중성자가 핵을 형성하고, 두 입자가 같은 공간을 공유하고있다.

자연에서는 관찰되지 않았지만 고 에너지 물리학 실험은 때때로 하이퍼 론이라는 세 번째 바리온을보고합니다. hyperon은 하나 이상의 이상한 쿼크를 포함하는 것을 제외하고는 양자 또는 중성자와 매우 유사한 아 원자 입자입니다.

일반적으로 핵은 원자 코어에서 흩어져 있기 때문에 전자를 포함하지 않습니다. 그러나 특정 영역에서 전자를 찾을 확률을 설명하는 파동 함수는 핵을 통과합니다.

원자 핵은 얼마나 큰가요?

원자 핵은 매우 작지만 매우 조밀합니다. 원자 부피의 10 조 미만이지만 원자 질량의 약 99.9994%를 차지합니다. 다시 말하면, 축구장 크기의 원자는 완두콩의 측면에 핵이 있습니다.

원자 핵의 평균 크기는 1.8 × 10m (수소)와 11.7 × 10m (우라늄) 사이입니다. 대조적으로, 원자의 평균 크기는 52.92 x 10 m (수소)와 156 x 10 m (우라늄) 사이입니다. 이것은 수소의 경우 약 60,000 인자, 우라늄의 경우 27,000의 차이입니다.

원자 핵의 모양은 무엇입니까?

일반적으로 원자 핵의 모양은 둥근 또는 타원체입니다. 그러나 다른 모양이 발생합니다. 다음은 현재까지 관찰 된 핵 모양입니다.

구형
변형 된 prolate (럭비 볼처럼)
변형 된 Oblate (원반과 같은)
3 자식 (럭비 볼과 원반의 조합과 같은)
배 모양의
후광 모양 (과도한 양성자 또는 중성자의 후광으로 둘러싸인 작은 코어)

모델

원자 다이어그램은 일반적으로 핵을 궤도 전자와 동일한 크기의 양성자 및 중성자의 클러스터로 표시합니다. 물론 이것은 지나치게 단순화됩니다. 원자 핵의 여러 모델이 있습니다 :

클러스터 모델 :클러스터 모델에는 양성자와 중성자가 함께 그룹화 된 다이어그램에서 볼 수있는 모델이 포함됩니다. 현대 클러스터 모델은 더 복잡하고 2- 바디 클러스터가 더 복잡한 핵 구조를 형성합니다.
액체 드롭 모델 :이 모델에서 핵은 회전 액체 강하 역할을합니다. 이 모델은 핵의 크기, 구성 및 결합 에너지를 설명하지만 양성자와 중성자의 "마법 숫자"의 안정성을 설명하지는 않습니다.
쉘 모델 :이 모델은 핵이 궤도를 차지하는 전자의 구조와 매우 유사한 핵의 구조를 본다. 궤도에 양성자와 중성자를 배치하면 모델이 안정적인 구성을 허용하기 때문에 마법 번호가 성공적으로 예측됩니다. 폐쇄 된 핵 껍질 이외의 핵 행동을 논의 할 때 쉘 모델이 분해됩니다.

참조

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