А́томное ядро́ — положительно заряженная центральная часть атома, в которой практически сосредоточена вся масса атома. Вокруг атомного ядра по квантовым орбитам обращаются электроны. Ядро состоит из протонов и нейтронов. Число протонов определяет электрический заряд атомного ядра и порядковый номер атома в Периодической системе элементов. Число нейтронов равно разности массового числа и числа протонов. Объем атомного ядра изменяется пропорционально числу нейтронов в ядре. В поперечнике тяжелые атомные ядра достигают размеров 10-12 см. Плотность ядерного вещества порядка 1014 г/куб.см. Масса атомного ядра примерно в 4•103 раз больше массы всех входящих в состав атома электронов. Размер атомного ядра очень мал, приблизительно в 105 раз меньше диаметра всего атома. Электрический заряд положителен и по абсолютной величине равен сумме зарядов атомных электронов, атом в целом электрически нейтрален.
Атомное ядро было открыто Э. Резерфордом (1911) в опытах по рассеянию альфа-частиц при прохождении их через вещество. Обнаружив, что альфа-частицы чаще, чем ожидалось, рассеиваются на большие углы, Резерфорд предположил, что положительный заряд атома сосредоточен в малом по размерам атомном ядре. До этого господствовали представления Дж. Томсона, согласно которым положительный заряд атома считался равномерно распределенным по его объему. Идея Резерфорда была принята его современниками не сразу. Главным препятствием была убежденность в неизбежном падении атомных электронов на ядро из-за потери энергии на электромагнитное излучение при движении по орбите вокруг атомного ядра. Большую роль в ее признании сыграла работа Н. Бора (1913), положившая начало квантовой теории атома. Бор постулировал стабильность орбит как исходный принцип квантования движения атомных электронов и из него вывел закономерности линейчатых оптических спектров, объяснявших обширный эмпирический материал.
В конце 1913 года ученик Резерфорда Г. Мозли экспериментально показал, что смещение коротковолновой границы линейчатых рентгеновских спектров атомов при изменении порядкового номера элемента в периодической системе элементов соответствует теории Бора, если допустить, что электрический заряд атомного ядра в единицах заряда электрона равен порядковому номеру элемента. Это открытие связало атомное ядро с кругом явлений, получивших единое убедительное объяснение. После работ Мозли факт существования атомного ядра окончательно утвердился в физике.
- Айзенбуд Л., Вигнер Е. Структура ядра. М., 1959.
- Престон М. Физика ядра. М., 1964.
- Кук Ш. Структура атомных ядер. М., 1967.
- Лейн А. Теория ядра. М., 1967.
- Федянин В. К. Электромагнитная структура ядер и нуклонов. М., 1967.
- Широков Ю. М., Юдин Н. П. Ядерная физика. М., 1980.
- Робертсон Б. Современная физика в прикладных науках. М., 1985.