Միջուկի ֆիզիկա

XIX դարի վերջին ֆիզիկոսները հայտնաբերեցին, որ գոյություն ունեն այնպիսի մանրագույն մասնիկներ, որոնք մոտ 2 հզ. անգամ փոքր են ատոմներից: Ջ. Ջ. Թոմսոնը 1897 թ-ին հայտնաբերեց, որ ատոմներից կարող են անջատվել էլեկտրական լիցքավորված շատ փոքրիկ մասնիկներ. դրանց անվանեցին էլեկտրոններ: Ավելի ուշ ֆիզիկոսներն ապացուցեցին, որ ատոմը բարդ կառուցվածք ունի:
1911 թ-ին Էռնեստ Ռեզերֆորդը դիտարկեց, թե ինչպես է ոսկու նրբաթիթեղը շեղում իր վրա ուղղված ատոմի մասնիկները, և եկավ այն եզրակացության, որ ատոմը գլխավորապես  կազմված է դատարկ տարածության կենտրոնում հավաքված նյութի խտուցքից: Այդ խտուցքը Ռեզերֆորդն անվանեց ատոմի միջուկ: Այնուհետև Ռեզերֆորդն առաջարկեց ատոմի կառույցի մոլորակային մոդելը, համաձայն որի` էլեկտրոնները պտտվում են միջուկի շուրջը, ինչպես մոլորակները՝ Արեգակի շուրջը: Այնուհետև պարզվեց, որ ատոմի միջուկները նույնպես բաժանելի են: Դրանք կազմված են դրական էլեկտրական լիցք ունեցող պրոտոններից և լիցք չունեցող, չեզոք նեյտրոններից, որոնք միջուկում հզոր ուժերով կապված են իրար: Յուրաքանչյուր ատոմում պարունակվում են մի¬ևնույն թվով էլեկտրոններ ու պրոտոններ, և արդյունքում՝ ատոմներն էլեկտրաչեզոք են՝ լիցք չունեն: Ժամանակակից գիտական պատկերացման համաձայն՝ ավելի ճիշտ կլինի էլեկտրոնները պատկերացնել որպես էլեկտրական լիցքերի ամպ: Էլեկտրոնների վարքը ֆիզիկոսները նկարագրում են քվանտային մեխանիկայի մաթեմատիկական ապարատի օգնությամբ: Իսկ պրոտոններն ու նեյտրոնները, ըստ գիտնականների կարծիքի, կազմված են ավելի մանր մասնիկներից՝ քվարկներից:
Տարբեր տարրերի ատոմներում պարունակվում են տարբեր քանակությամբ մասնիկներ: Ամենաթեթև տարրի՝ ջրածնի ատոմի միջուկում կա ընդամենը 1 պրոտոն, իսկ ամենածանր տարրերից մեկի՝ ուրանի միջուկում՝ 92 պրոտոն: Ցանկացած որոշակի տարրի բոլոր ատոմներում կան նույն թվով պրոտոններ և էլեկտրոններ, իսկ նեյտրոնների քանակը կարող է տարբերվել: Նույն տարրի այդպիսի տարբերակներն անվանում են իզոտոպներ: Դրանք միմյանցից տարբերելու նպատակով տարրի անվանումից հետո դնում են միջուկում եղած նուկլոնների քանակը ցույց տվող թիվը: Օրինակ՝ ուրան-235-ը ուրանի այն իզոտոպն է, որը պարունակում է 235 նուկլոն: