الحجم والكثافة النوويان

يمكننا تقدير حجم النواة بكثير من الطرق. وإحدى هذه الطرق هي ان نقذف النواة بجسيمات مختلفة الأنواع مثلما فعل رذرفورد وننظر كيف تتشتت. وفي هذا الصدد لابد من استعمال جسيمات ذات طاقات عالية جداً حتى تتغب على تنافر كولوم مع النواة لو كانت الجسيمات هي بروتونات او جسيمات ألفاً وتثبت مثل هذه التجارب أن النواة لا يمكن اعتبارها كرة بسيطة مصمتة ذات تركيب منتظم.

وعلى الرغم من حقيقة أنه ليس للنواة نصف قطر محدد بشكل حاسم فيما يتعلق بشحنتها أو كتلتها، إلا أن حوافها محددة بما يكفى لإعطائها نصف قطر تقريبي ذا معنى. وكما قد نتوقع فإن قذف النواة بجسيمات مشحونة يؤدي إلى قياس أولي لتوزيع الشحنة بالنواة، في حين ان قذفها بالنيوترونات يقيس توزيع الكتلة بشكل أولي. . كما تستخدم طرق أخرى لقياس نصف قطر النواة وهي تتفق فيما بينها تقريباً، على أن نصف قطر النواة R بالنسبة للعناصر المختلفة يعطى بالعلاقة:

(1)

حيث A هو عدد الكتلة للذرة المعنية.

ويلاحظ من المعادلة (1) أن نصف قطر النواة النموذجية هو من الرتبة 10^-15 m ولذلك فقد اصطلح على قياس الأطوال النووية بوحدة الفمتومتر (fm)، حيث 1 fm = 10^-15 m. وقد كانت هذه الوحدة في الأصل فرمي Fermi تخليداً لاسم عالم الفيزياء النووية الشهر أنريكوفيرمي، ثم أصبح من المعتاد استخدام التسميتين : فيرمي او فمتومتر لتعنيا نفس الشيء.

إن تغير نصف القطر النووي مع A^1/3 يهيئ الحصول على معلومات مهمة حول كيفية تعبئة عدد A من النويات معاً داخل النواة. إذ لو حسبنا حجم النواة لوجدنا: