1、第五节 核力与结合能原子核的组成 原子核是由质子和中子 组成 的,质子和中子统称为 核子 电荷数 =质子数质量数 =质子数 +中子数 =核子数 原子核的半径约为 10-15m , 只相当原子半径的万分之一。在这么小的空间里带正电的质子与质子间的库仑斥力是很大,万有引力太小,只有库仑力的 10-36。而通常原子核是稳定的 ,于是核内还应有另一种力把各种核子紧紧拉在一起 , 此力称为核力。核力mpmp库仑力库仑力万有引力万有引力核力核子靠什么力结合成原子核?核力: 能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做 核力 核力具有怎样的特点呢?一、核力:2. 核力是短程力 。约在 10-15m量级时起作
2、用,距离大于 0.810-15m时为引力 , 距离为 1010-15m时核力几乎消失,距离 小于 0.810-15m时为斥力 。3. 核力具有饱和性 。核子只对相邻的少数核子产生较强的引力,而不是与核内所有核子发生作用。4. 核力具有电荷无关性 。对给定的相对运动状态,核力与核子电荷无关。要真正了解核子间的相互作用还要考虑核子的组成物 夸克 的相互作用。1. 核力是四种相互作用中的 强相互作用(强力) 的一种表现。除核力外原子核内还存在 弱相互作用(弱力)弱力是引起 中子质子 转变的原因弱相互作用也是短程力,力程比强力更短,为10 18m,作用强度则比电磁力小。二、原子核中质子与中子的比例二、
3、原子核中质子与中子的比例自然界中较轻的原子核,质子数与中子数大致相等,但对于较重的原子核,中子数大于质子数,越重的元素,两者相差越多。为什么会这样呢?核越来越大,有些核子间的距离越来越远。随着距离的增加,核力与电磁力都会减小,但核力减小得更快。所以,原子核大到一定程度时,相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力,这个原子核就不稳定了。这时,如果不再成对地增加核子,而只增加中子, 中子与其他核子没有库仑斥力,但有相互吸引的核力,有助于维系原子核的稳定。 由于这个原因,稳定的重原子核里,中子数要比质子数多。 由于核力的作用范围是有限的,如果继续增大原子核,一些核子间的距离会大到其间根本没有核力的作用,这时即使再增加中子也无济于事,这样的核必然是不稳定的。在宇宙演化的进程中,各种粒子有机会进行各种组合,但那些不稳定的组合很快就瓦解了,只有 200多种稳定的原子核长久地留了下来。现在观察到的天然放射性元素,则正在瓦解之中。