Наука и научные открытия

Различие в положениях центра тяжести в атомах обычного и тяжелого водорода, хотя и незначительное, изменяет уровни энергий электронов в атоме. Поэтому спектральные линии дейтерия несколько смещены по сравнению с линиями обыкновенного водорода. Это смещение можно точно вычислить. Существование дейтерия было доказано после того, как измеренное смещение точно совпало с вычисленным для ядра, вдвое более тяжелого, чем у протона. Тяжелый водород для спектральных опытов получают, испаряя большое количество жидкого водорода. Обыкновенный водород выкипает легче, и остаток обогащается тяжелым водородом.

Ядро дейтерия – дейтон, или дейтрон, состоит из двух прочно связанных частиц протона и нейтральной частицы – нейтрона. Нейтрон открыт в 1932 г. английским ученым Джеймсом Чедвиком. Масса нейтрона – 1838,6 электронной массы – немного больше массы протона. Соответственно его собственная энергия (произведение массы на квадрат скорости света) выше. Вне ядер нейтрон нестабилен, среднее время его жизни до распада на протон, электрон и еще одну элементарную частицу – нейтрино (точнее, антинейтрино) – равно 17 мин. Среднее время жизни приблизительно равно времени, в течение которого начальные количества нейтронов уменьшаются в 2,7 раза, точнее в е раз. Нестабильные частицы характеризуются также периодом полураспада – временем, в течение которого распадается половина начального количества вещества. Для свободного нейтрона, согласно измерениям советского ученого П. Е. Снивака, получившего за эту работу Золотую медаль и совместно с Ю. А. Прокофьевым премию имени академика И. В. Курчатова за 1962 г., период полураспада составляет 11,7 мин. Чтобы перейти от периода полураспада к средней продолжительности жизни, период полураспада необходимо разделить на отношение логарифма 2к логарифму е, т. е. на 0,693. Для перехода от средней продолжительности жизни к периоду полураспада среднюю продолжительность жизни необходимо умножить на 0,693. По данным П. Е. Спивака, среднее время жизни нейтрона равно 11,7/0,693, т. е. 16,9, или, округленно, 17 мин.

Читайте также:

1. Энергия альфа-частиц
2. Квантово-механический эффект
3. Существование дейтона
4. Направление магнитного момента
5. Радиоволна водорода