Modele nucleare1. Modelul picatură2. Modelul în pături

Modele nucleare:

Studiile asupra proprietăţilor nucleelor şi fenomenelor nucleare, în general, au condus la elaborarea unor modele nucleare pe baza cărora să se poată explica unitar comportarea nucleelor.

Modele nucleare:

Există două modele nucleare clasice mai importante: modelul nuclear în picătură şi modelul păturilor nucleare precum şi un model care îmbină unele din caracteristicile celor două, dar explică şi alte proprietăţi ale nucleului decât acestea, şi anume, modelul generalizat al nucleului.

1. Modelul nucleului în picătură:

Modelul nucleului în picătură, conform căruia nucleul are o comportare asemănătoare cu o picătură de lichid, se bazează pe următoarele proprietăţi ale nucleului:

a) Nucleul are un volum bine delimitat; b) Numărul de nucleoni din unitatea de

volum, distanţa medie dintre nucleoni şi densitatea materiei nucleare au aceleaşi valori pentru toate nucleele;

3. Forţele de legătură dintre nucleoni sunt forţe cu rază mică de acţiune, ele exercitându-se numai între un număr limitat de nucleoni;

4. Nucleonii din stratul superficial exercită o tensiune superficială, la fel ca moleculele din stratul de la suprafaţa unei picături de lichid.

1. Modelul nucleului în picătură:

Conform acestui model, nucleul este presupus a fi o picătură sferică de lichid nuclear incompresibil şi care este încărcat electric cu sarcină pozitivă

1. Modelul nucleului în picătură:

Pe baza modelului în picătură se pot explica apariţia energiei de legătură a nucleului precum şi reacţiile nucleare, fisiunea şi fuziunea.

Nu se poate însă face nici un fel de evaluare asupra nivelelor energetice ale nucleului. Pentru obţinerea acestora şi confruntarea rezultatelor cu experienţa s-a elaborat modelul în pături.

2. Modelul în pături:

Acest model are la bază aserţiunea că fiecare nucleon se deplasează într-un potenţial mediu creat de toţi nucleonii. Acest potenţial este de forma unei gropi simetrice dreptunghiulare în cazul nucleelor grele şi parabolice în cazul nucleelor uşoare.

2. Modelul în pături:

Stările staţionare ale nucleonilor aflaţi în groapa de potenţial a nucleului sunt caracterizate de un set de numere cuantice care sunt ataşate aceloraşi mărimi ca în cazul atomului: energie, moment cinetic orbital, moment cinetic de spin precum şi proiecţiile acestor momente pe o axă fixă.

2. Modelul în pături:

Calculele conduc la concluzia că nucleul este organizat în pături distincte de energie, numărul maxim de neutroni şi protoni dintr-o pătură fiind, în ordinea crescătoare a numărului păturii nucleare, dat de valorile: 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126, numite numere magice.

2. Modelul în pături:

Rezultatul absolut remarcabil al acestui model este faptul că nucleele pentru care sau/şi iau valori din şirul numerelor magice, au o largă răspândire naturală, fiind extrem de stabile. În schimb, nucleele pentru care sau N diferă cu o unitate faţă de unul din numerele magice, sunt instabile şi abundenţa lor naturală este redusă.

Modelul păturilor nucleare pune în evidență astfel caracterul individual al mișcării particulelor în nucleu, spre deosebire de modelul picăturii care scoate în evidență comportarea colectivă a nucleonilor în nucleu.