Primele idei despre dimensiunile nucleului au fost obținute de Rutherford în studiul experimental al împrăștierii # 945; - particule cu energie
5 MeV atunci când trece prin filme de aur subțiri. Sa constatat că o anumită sumă - particule împrăștiate la unghiuri foarte mari # 952; aproape la 180º. Pe această bază, în 1911, Rutherford a concluzionat că atomul central (punctul O în Fig. 1.5.1) există o regiune de sarcină electrică pozitivă asociată cu o masă mare concentrată într-un volum foarte mic (în comparație cu volumul atomului). În baza legii Coulomb pentru taxe punctuale, se poate calcula distanța cea mai mică rmin. pe care se poate apropia de centrul nucleului - particula care zboară exact spre nucleu (parametrul de impact b = 0). Pentru a face acest lucru, trebuie să echivalăm energia cinetică inițială cu energia de interacțiune potențială # 945; -particulele cu miezul în momentul opririi totale (la punctul de cotitură):
Formula (1.5.1) este adevărată în ipoteza unui kernel fix, atunci când masa kernelului M (A, Z) >> m # 945; - Masses # 945; - particule. După adoptarea energiei cinetice # 945 ;. -particle de 5 MeV și setarea Z = 79 (aur), obținem rmin = 4,5 · 10 -12 cm era natural să ia această valoare pentru limita superioară a nucleului raza de aur.
Cu toate acestea, este necesar să fiți sigur că cel aruncat în direcția opusă # 945; -particle nu pătrunde în regiunea de sarcină pozitivă a atomului, deoarece ecuația (1.5.1) este valabilă pentru orice punct, fie pentru o simetrie sferică taxe care nu se suprapun de dimensiuni finite. O verificare amănunțită a acestei ipoteze a fost făcută de personalul lui Rutherford în 1913 și sa constatat un bun acord între rezultatele experimentale dispersate Particulele cu calcule prin formula (1.2.2), obținute teoretic pe baza legii lui Coulomb. S-a dovedit că legea Coulomb este de 3,10-12 cm. Experimente similare, efectuate cu douăzeci de ani mai târziu cu # 945; -particles având o energie mai mare decât zece MeV și (acceleratori preparate) au arătat că, atunci când distanța dintre particulele care interactioneaza este redusa la 10 -12 cm abaterile ascuțite observate de legea lui Coulomb și la distanțe mai mici de 10 -12 cm. Se detectează efectul scăderii rapide a forțelor de atracție care se suprapun acțiunii forțelor Coulomb respingatoare.
Ulterior, dimensiunile nucleelor au fost determinate în moduri diferite. Vorbind despre mărimea nucleului, trebuie să ținem mereu cont de faptul că aceasta este o valoare destul de convențională. Miezul, ca sistem mecanic cuantic, nu are o limită precisă. Cele mai exacte estimări sunt estimările mărimii nucleului din rezultatele împrăștierii prin nucleele rapide de neutroni și electroni. Toate experimentele au confirmat ipotezele referitoare la forma aproximativ sferică a nucleului, a cărei rază este determinată în termenii numărului de masă A ca
În experimentele privind împrăștierea neutronilor rapizi de către nuclee, raza regiunii de interacțiune nucleară nu este determinată de raza nucleară, ci de r0 = (1,3 ÷ 1,4) · 10-13 cm.
unde R0 = 1,08 · 10 -13 · 1/3 cm este distanța de la centrul nucleului până la locul în care densitatea nucleului este înjumătățită și # 948; ≈ 0,55 · 10 -13 cm - determină rata de scădere a densității materiei nucleare. Scăderea densității nucleare de la 0,9 # 961; 0-0.1 # 961; 0 pentru toate nucleele are loc în distanțe egale d = 4,4 # 948; = 2,4 x 10 -13 cm Prin urmare, nuclee ușoare. nu există regiune în care densitatea materiei nucleare este aproximativ constantă (a se vedea figura 1.5.2).