Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Atom - Atomkärnans egenskaper - Atomkärnans konstitution
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
39
Atom
40
tal. I det naturliga vätet finnas isotoper med
masstalen i och 2, 7H och 2H. Litium har isotoper
med masstalen 6 och 7, 6Li och 7Li. För tenn ha
n st isotoper kunnat påvisas. Man har
konstruerat instrument, s. k. mass-spektografer, i vilka
genom jonstrålars avlänkning i magnetiska och
elektriska fält erhållas s. k. mass-spektra, som
ange grundämnenas isotopsammansättning. Även
genom studium av molekylspektra och av
finstrukturen hos spektrallinj er i a.-spektra kunna
isotoperna utforskas. Ur syrets molekylspektrum
har man härlett, att syret har isotoperna 16O, 17O
och 18O. Genom upptäckten av syrets isotopi blev
det uppenbart, att den kemiska och den fysikaliska
a.-viktsbasen ej sammanfalla. Den fysikaliska
a.-viktsskalan baserar sig på isotopen 16O, vars
a.-vikt sättes = 16, medan i den kemiska skalan
syreisotopblandningens a.-vikt är i6. Isotoperna
17O och 18O förekomma dock i så små mängder,
att skillnaden mellan a.-vikterna i de båda
skalorna är mycket liten. För att beräkna de kemiska
a.-vikterna ur de fysikaliska måste man multiplicera
de sistn. med 15,9965/16. Differensen mellan den
sanna massan och summan av massorna av de i
kärnan ingående elementarpartiklarna, mätta i
nämnda enhet, kallas a:s massdefekt.
Mass-defekterna äro alltid små. För de lättare a.
ligger masstalet alltid i närheten av dubbla
kärnladd-ningstalet, medan för de tyngre a. masstalet är
större. Laddningen bestämmer de flesta av a:s
fysikaliska och kemiska egenskaper, massan spelar
i allm. endast en underordnad roll. Den senare
är däremot av betydelse för molekylerna. De
spektra a. utsänder bero huvudsaki. av
elektronsystemet och därmed av laddningen, men kärnan
har även ett om än svagt inflytande, som kan
spåras i spektrallinjernas s. k. hyperfinstruktur (jfr
Spektrum). Man har vid studiet av denna kunnat
påvisa en egenrotation el. spin hos kärnorna och
ett däremot svarande impulsmoment. Som enhet
för impulsmomentet brukar man använda
storheten ——, där h är Plancks konstant. Det har
2 TT
visat sig, att impulsmomenten endast kunna antaga
hel- el. halvtaliga värden, varvid den regeln gäller,
att kärnor med udda masstal ha halvtaligt
spinmo-ment, kärnor med jämnt masstal heltaligt
spin-moment. Hel- och halvtaliga värden mellan o
och 9/2 ha funnits. Kärnornas spin kan även
studeras genom att undersöka vissa regelbundna
in-tensitetsvariationer i bandspektra, härrörande från
molekyler, sammansatta av två lika a.
Många kärnor måste även tillskrivas ett
magnetiskt moment, som är ung. 1,000 gånger mindre
än det magnetiska momentet hos en elektron. Som
enhet för kärnornas magnetiska moment användes
vank den s. k. kärnmagnetonen, vars
e h
storlek är–––, där e är den elektriska
elemen-4 mc
tarladdningen, h Plancks konstant, m protonens,
d. v. s. väte-a.-kärnans, massa och c
ljushastigheten i tomrummet.
Atomkärnans konstitution. Att a.-kärnorna äro
sammansatta system, har sedan länge varit känt.
Därpå tyda de radioaktiva fenomenen och
helta-ligheten hos kärnornas massor och laddningar.
Heltalsreglerna gjorde antagandet, att protoner
utgjorde en huvudbeståndsdel, sannolikt.
Relationen mellan laddningen och massan visade,
att det ej var möjligt, att a. bestod av
enbart protoner. Det låg då nära till hands att
antaga elektroner inbyggda i kärnan. Denna hypotes
visade sig dock snart medföra stora svårigheter.
Efter J. Chadwicks upptäckt av neutronen
1932 och sedan man funnit, att neutroner uppstå
vid många olika kärnprocesser, var det, ss. särsk.
W. Heisenberg framhållit, naturligt att anse
neutronen som en fundamental byggnadssten i
a.-kärnorna. Man kom då fram till en avsevärt
enklare föreställning om kärnorna, om man antog,
att varje a.-kärna endast är sammansatt av
protoner och neutroner. Antalet protoner anger då
kärnans laddning, uttryckt i elementära
laddningsen-heter, medan summan av antalet protoner och
neutroner = kärnans masstal. Sålunda är enl.
denna hypotes kärnan i en helium-a., som har
kärnladdningen el. ordningstalet 2 och masstalet 4,
sammansatt av 2 protoner och 2 neutroner.
Antagandet, att protoner ingå i a.-kärnan, har den
nya hypotesen gemensamt med den äldre. Detta
antagande stöder sig på omfattande
experimentella undersökningar, vid vilka det lyckats att ur
tyngre a.-kärnor bortspränga protoner (jfr
Kärnreaktioner). Det äldsta försöket utfördes av E.
Rutherford 1919, varvid han kunde påvisa
protoner, som utslungats ur kväve-a.-kärnor, då dessa
bombarderades med a-strålar från ett radioaktivt
element. Likartade kärnreaktioner under
proton-avgivelse ha senare med säkerhet påvisats vid
många andra element. På analogt sätt har man
kunnat bortspränga neutroner ur kärnor, likaledes
genom beskjutning med a-strålar. Detta lyckades
Chadwick påvisa vid beryllium, senare även vid
litium och bor. Man har även kunnat visa, att
neutroner utslungas ur a., som bombarderas med
deuteroner. Många skäl finnas för antagandet, att
i a.-kärnan som undersystem el. sekundära enheter
finnas a-partiklar, d. v. s. sammanslutningar av 2
protoner och 2 neutroner, och kanske även
deuteroner, d. v. s. föreningar av en proton och en
neutron. Heisenberg har visat, att man genom
jämförelsevis enkla antaganden kan härleda en allmän
lag för uppbyggandet av de tyngre a.-kärnorna
av protoner och neutroner, vilken väl återger
flera karakteristiska egendomligheter hos
a.-kärnorna.
Betr, beskrivningen av de i a.-kärnan tätt
sammanpackade kropparnas dynamik befinna vi oss
ännu långt ifrån målet, ehuru de senaste årens
forskningar, såväl teoretiska som experimentella,
givit synnerligen vackra resultat. Liksom a.,
beroende på olika tillstånd av elektronsystemet,
endast kan antaga vissa diskreta, kvantumteoretiskt
bestämda energivärden, så är detsamma fallet med
partikelsystemet i kärnan. Kärnan äger sålunda i
allm. ett energetiskt grundtillstånd och ett oändligt
antal exciterade el. aktiverade s. k. stationära
tillstånd, övergår kärnan från ett högre
energitillstånd till ett lägre, kan den avgivna
ener
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
