1626435893-691da8e1223766775fc277661dcb4565 (844331), страница 3
Текст из файла (страница 3)
За время, прошедшее с момента выхода в свет предыдущего издания, появилось много нового материала, а также возникла необходимость в пересмотре и сокращении старого. Поэтому учебник существенно переработан. В частности, в первую Предисловие часть добавлен материал, посвященный проблеме существования дипольного электрического момента у нейтрона, новым видам радиоактивности (протонный распад, двух протонная радиоактивность, углеродная и неоновая радиоактивности и др.). Во вторую часть включен материал о нарушении Р-четности в нейтронных резонансах, о методах получения монохроматических у-квантов высокой энергии, фотоядерных реакциях при промежуточных и высоких энергиях и др.
В третью часть добавлены новые данные о рр- и рр= взаимодействиях, в ней дано более подробное описание свойств антинуклонов и антиядер, конструкций новых ускорителей и др. В четвертой части рассмотрены вопросы современной нейтринной физики (нейтринные осцилляции, двойной р-распад, масса нейтрино,:трямые нейтрино и др.). Здесь же,описано открытие квантов слабого взаимодействия — промежуточных В'*- и Уе-бозонов. Четвертая часть учебника подверглась особенно серьезной переработке (начало которой было положено в предыдущем издании).
Это связано с тем, что вследствие открытий последних лет, по существу, изменились основные взгляды на природу элементарных частиц и взаимодействий. Введено новое представление об истинно элементарных частицах. Построена теория электрослабых взаимодействий, объединившая слабые и электромагнитные взаимодействия, успешно развивается квантовая хромодинамика„которая уже хорошо описывает многие особенности сильных взаимодействий между кварками. Намечены основные черты «Великого объединения» всех этих трех взаимодействий. Перечисленные теоретические достижения опираются на серию замечательных успехов экспериментаторов, которые в свою очередь стали возможны в результате создания новых, уникальных ускорителей и накопительных колец.
Обо всем этом делается попытка рассказать в четвертой части учебника. Наконец, необходимо упомянуть о следующем. Чтобы не выйти за пределы прежнего объема, для введения нового материала пришлось пожертвовать значительной частью старого (не всегда устаревшего) текста. В частности, сокращен материал, посвященный некоторым методам определения масс, спи нов и магнитных моментов, получению и свойствам трансурановых элементов, развитию атомной энергетики, систематике резонансов и др.
Несмотря на серьезную переработку учебника, автор старался и в этом издании придерживаться тех принципов, на которых базировались предыдущие издания и которые, повидимому, оправдали себя: Предисловие 1. Излагать материал, исходя из симметрии законов природы и вытекающих из нее законов сохранения. 2. Приводить идеи и принципиальные схемы первых приборов, при помощи которых были сделаны те или иные открытия. 3. Излагать современное состояние каждого вопроса. 4.
Параллельно с изложением экспериментального материала давать элементарную теоретическую интерпретацию, которая, конечно, не может заменить серьезных теоретических публикаций по ядерной физике, но, возможно, будет способствовать лучшему пониманию рассматриваемых вопросов, особенно при использовании учебника для самообразования. 5. При выводе формул уделять главное внимание отображению физической сущности рассматриваемого явления и быстроте получения результата, а не строгости рассмотрения. Все формулы по возможности доводить до числового значения.
б. Резюмировать содержание каждой главы краткими выводами. Несколько слов о литературных ссылках. Естественно, что в учебнике их невозможно сделать сколько-нибудь систематическими. Поэтому автор зачастую ограничивался указанием фамилий физиков, получивших данный результат впервые, и года его получения. Исключение сделано для современного материала. В этом случае ссылки даны в подстрочных й нмечаниях и главным образом на материалы обзорного рактера.
Автор понимает, что желание освежить книгу современным материалом чревато опасностью включения в нее описания работ, которые могут не выдержать испытания временем. Свои собственные сомнения или точку зрения научной общественности относительно таких работ автп1в иоегда подчеркивает в тексте книги. Однако он считает, что и с этими работами надо знакомить начинающих физиков, потому что, во-первых, сомнения автора и научной общественности могут оказаться несправедливыми, а, во-вторых, даже ошибочные результаты, если онн фнзичны, часто способствуют продвижению науки вперед. В истории ядерной физики таких полезных «ошибок» было очень много [предположение о существовании в ядре электронов, атом Бора, гипотеза о сохранении пространственной четности во всех взаимодействиях, предположение об идентичности нейтрино из В-распада и (я-ц)-распада и др.|.
Читатель помнит, сколько пользы принесли эти «ошибки». Кроме подстрочных ссылок в конце книги приведен список литературы более общего характера. Предисловие В заключение автор выражает глубокую благодарность А. П. Александрову, по рекомендации которого в 1963 г. было опубликовано первое, центральное издание этой книги, В. Г. Кириллову-Угрюмову за весьма полезную и благожелательную критику третьего издания, С. Т. Беляеву, Д. П. Гречухину и Б. А. Никольскому за ценные замечания по новому материалу четвертого издания, П.
А. Крупчицкому за важные советы и замечания, сделанные им при рецензировании рукописи для пятого издания книги, Автор особенно благодарен И. И. Гуревичу, многочисленными рекомендациями которого он пользовался при подготоЪке всех изданий книги (включая переводные). Любые новые замечания н советы читателей и рецензентов будут приняты с искренней признательностью. Автор ВВЕДЕНИЕ Ядерная физика — наука о строении, свойствах и превращениях атомного ядра — сравнительно молодая наука. Еще в конце Х1Х в.
ничего не было известно об атомном ядре: атом считался мельчайшей неделимой частичкой вещества. Открытие в 1895 г. катодных и рентгеновских лучей и в 189б г. естественной радиоактивности показало, что в устройстве атомов всех элементов есть что-то общее. Все они, например, содержат и при известных условиях могут испускать электроны е, а самые тяжелые из них обладают свойствами и-, 11- и урадиоактивности.
В 1904 г. английский физик Томсон предложил первую модель атома, согласно которой атом представляет собой положительно заряженный шар размером 10 ' см со взвешенными внутри него электронами. Эта модель казалась более или менее удовлетворительной до тех пор, пока в 1909 г. она не вступила в противоречие с результатами опытов по изучению рассеяния а-частиц на тонких металлических фольгах. В этих опытах было обнаружено, что наряду с рассеянием на малые углы, которое соответствует расче~ам кулоновского взаимодействия и-частиц с атомом типа атома Томсона, в некоторых случаях и-частицы испытывают рассеяние на очень большие углы гбольше 90').
Для объяснения такого рассеяния модель Томсона абсолютно непригодна. В ! 911 г. Резерфорд предложил новую модель атома, согласно которой атом представляет собой центральное положительно заряженное ядро очень малых размеров (примерно 1О " см) с распределенными вокпкуг него на относительно больших расстояниях (порядка 10 см) электронами. Так как масса электронов очень мала, то вся масса атома практически сосредоточена в ядре.
Ядерная модель атома прекрасно объясняет резуль~аты опытов по изучению рассеяния и-частиц и является крупным шагом вперед на пути к познанию строения материи. Год создания ядерной модели атома можно считать годом рождения ядерной физики. Однако ядерная модель имеет весьма существенный недостаток. Дело в том, что всякая модель, претендующая на сколько-нибудь правильное отображение устройства атома — устойчивой долгоживугцей системы, должна обладать свойством стабильности. Так, устойчивость модели Томсона обеспечивалась равновесием сил взаимного отталкивания электронов и притяжения их положительно заряженным шаром.
Ядерная модель атома по своему устройству Введение г5 напоминает Солнечную систему. Как известно, устойчивость Солнечной системы обеспечивается равновесием гравитационных и центробежных сил. Казалось бы, аналогичным образом должно обстоять дело и в ядерной модели атома, если предположить, что электроны вращаются вокруг ядра на таких расстояниях и с такими скоростями, что центробежные силы уравновешивают кулоновское притяжение ядра и не дают электронам упасть на него. Однако это заключение неверно, так как в соответствии с законами электродинамики всякий ускоренно движущийся заряд, в том числе и электрон, равномерно движущийся вокруг ядра по окружности, должен растрачивать свою энергию на излучение.
В результате энергия системы будет уменьшаться, а электроны постепенно приближаться к ядру, пока не упадут на него. При этом частота обращения электронов вокруг ядра будет изменяться, а следовательно, должна изменяться и частота испускаемого атомом излучения. Ле1ко видеть, что ядерная модель атома в таком виде противоречит дзум очень существенным экспериментальным результатам: устойчивости атомов и дискретному характеру атомных спектров. Для устранения противоречия датский ученый Н. Бор в 1913 г. предложил новую — квантовую теорию атомных процессов. Бор постулировал существование в атоме стационарных электронных орбит с определенным моментом количества движения, кратным постоянной Планка (1=1,05 1О 'з эрг с=1,05 1О зв Дж с): ел,гг = пл, где ел,— масса электрона; г — скорость электрона; г — радиус орбиты; л — целое число.
Каждая орбита расположена на вполне определенном расстоянии (г„=п'л'/Уел,е~) от ядра (У вЂ зар ядра) и характеризует строго определенное энергетическое состояние атома: Е„= — (У'е еп./2Ь~) (1/л~). Орбита с самым малым радиусом соответствуе~ наименьшему значению энергии и называется К-орбитой, за ней следую~ Е;орбита, М-оронта н т. д.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
