Атом ядроларининг асосий хусусиятлари. Ядро таркибидаги зарядлар ҳақида маълумотлар. Электр ва барион заряд. Жуфт‑жуфт, жуфт‑тоқ, тоқ‑тоқ ядролар. Изотоп, изобар, изотон, изомер ва кўзгу ядролар. Ядронинг массаси ва боғланиш энергияси

Атом ядроларининг асосий хусусиятлари. Ядро таркиби. Ядро таркибидаги зарядлар ҳақида маълумотлар. Электр ва барион заряд. Жуфт‑жуфт, жуфт‑тоқ, тоқ‑тоқ ядролар. Изотоп, изобар, изотон, изомер ва кўзгу ядролар. Ядронинг массаси ва боғланиш энергияси. Ядро спини. Ядронинг магнит диполь моменти. Ядро ўлчами ва зичлиги. Ядро шакли. Статистика ва жуфтлик.
Ядронинг асосий хусусиятлари
Атом ядроси икки хил зарра-протон ва нейтронлардан иборатдир.
Протон массаси - , нейтрон массаси - тахминан электрон массаси дан ~2000 марта катта:
,
.
Протон мусбат зарядли, заряд миқдори электрон зарядига тенг, аммо ишораси қарама-қарши. Нейтрон зарядсиз нейтрал зарра. Протон ва нейтронлар хусусий моментга, спинга эга . Улар Ферми-Дирак статистикасига бўйсунувчи фермионлардир.
Атом физикасидан маьлумки, зарядли, массали электрон механик моментга эга бўлиш билан бир вақтда магнит моментга ҳам эга бўлади (Бор магнетони).

Протоннинг спини электрон спинига тенг, массаси эса катта бўлгани учун магнит моменти электроннинг спинига нисбатан кичик бўлади:

ядро магнетони бор магнетони билан қуйидаги мунособатда:

Лекин протон магнит моменти кутилган қийматдан марта катта эканлигини кўрсатади.
Нейтрон ҳам нейтрал зарра бўлишига қарамасдан, магнит моментга эга. Нейтрон магнит моменти . Магнит моментининг ишораси манфийлиги спин йўналишига қарама-қарши йўналишда эканлигини билдиради. Протон ва нейтронларнинг магнит моментларининг бошқача бўлишлиги бу зарраларнинг мураккаб тузилишга эга эканлигини кўрсатади. Протон ва нейтронларнинг магнит моментларини протон ва нейтронлар марказларида ялонғоч протон (нейтрон) ва атрофида мезон булути бор, булар бир-бирларига узвий алмашиниб турадилар дейилса тушунарли бўлади. Масалан, протон магнит моментини тушунтириш учун: марказида ялонғоч нейтрон атрофида мезон ҳолатида t вақт туради, вақтда марказида ялонғоч протон атрофида мезон ҳолотида (1-чизма) бўлсин, у ҳолда ўртача магнит моменти:
( 1)

1-чизма. Ядронинг магнит моментини изоҳлаш чизмаси.

Бунда ялонғоч протон магнит моменти , мезон массаси протон массасидан марта кичик бўлгани учун магнит моменти тенг. мезонлар магнит моментлари нолга тенг. (1) формуладан кўриниб турибдики, протон ўртача магнит моменти ядро магнетонидан катта. Худди шунингдек, нейтрон магнит моментини ҳам вақт ичида яланғоч ва мезон булути ва вақтда ялонғоч ва мезон булутидан иборат деб қараш мумкин. (2-чизма)
Нейтроннинг ўртача магнит моменти
₍₂₎
Демак, нейтрон магнит моменти нол бўлмасдан манфий бўлишлиги, протоннинг магнит моменти, 1 μ_yam бўлмасдан бўлишлиги тушунарли бўлади.
Еркин ҳолатда протон барқарор, -эса радиоактив бўлиб ~12 минутдан кейин га йемирилади. Ядро ичида нейтрон ва протонлар бир-бирларига айланиб турадилар. Протон ва нейтронлар спинлари тенг, массалари ҳам деярли тенг, бир-бирларига узвий алмашиниб туради, ядро кучлари ҳам бир хил, бир сўз билан улар нуклон деб аталади. Нуклонлар учун ядро кучлари бир хил бўлган фақат электромагнит майдонга нисбатан иккита эркинлик даражасига эга бўлган айнан бир хил (зарядли протон, зарядсиз нейтрон) зарралардир. Ядро кучлари таьсирида протон ва нейтронлар бирикиб турли ядроларни ҳосил қиладилар.

1-чизма. Ядронинг магнит моментини изоҳлаш чизмаси.

Атом ядроси турғун (барқарор), ёки радиоактив бўлиши мумкин. Бу ядролар масса сони , электр заряди , массаси , - тўла боғланиш энергияси массасига боғлиқ, радиуси , спини , магнит моменти , электр квадрупол моменти , изотопик спини ва шу ядронинг тўлқин функциясига хос бўлган жуфтлиги билан характерланади. Радиоактив ядролар яна емирилиш тури, ярим емирилиш даври, емирилиш натижасида ҳосил бўлган нурларнинг энергияси билан ҳам характерланади.
Атом ядролари яна ўзларининг энергетик ҳолатлари билан характерланиб, энг кичик энергияли ҳолатига ядронинг асосий ҳолати ва ундан юқори энергияга эга бўлган ҳолатларга уйғонган ҳолатлар деб аталади. Юқорида санаб ўтилган ядро хусусиятларининг деярли ҳаммаси ядронинг асосий ҳам уйғонган ҳолатлари учун хосдир. Масса сони ва заряди дан ташқари ҳамма хусусиятлари ҳолат энергияси ўзгарганда ўзгариши мумкин. Уйғонган ҳолатдаги ядро хусусиятларига, яна ядронинг бир энергетик ҳолатдан иккинчисига ўтиш усули, ядровий реакциялар кўрилганда зарранинг ядро билан ёки ядроларнинг ўзаро таьсирлашиш кесими ва ядровий реакцияларда ажралган энергия, иккиламчи зарраларнинг бурчак тақсимоти ва бошқа катталиклар билан характерланади.