合力;核力◉ 合力hélì ❶ 动 共同出力。〈例〉~同心/ 齐心~/ 大家同心~,事情一定能成!〈近〉协力。 ❷ 名 一个力对某物体的作用和另外几个力同时对该物体的作用的效果相同,这一个力就是另外几个力的合力。 ◉ 核力hélì 名 核子之间的相互作用力。在距离不超过原子核的大小时,这种力才能起作用。〈例〉~随着距离的增大而减小。 核力物理概念。原子核内能够克服质子之间的静电斥力而使原子核结合得非常紧密的作用力。是短程力,力程为10-15m量级。在(2~3)×10-15m范围内,是很弱的吸引力。在(0.3~2)×10-15m范围内,是很强的吸引力,比电磁力大137倍,使原子核中的质子不会因静电斥力而散裂。小于0.3×10-15m的距离,是很强的斥力,保证了原子核不致坍缩。 核力 核力heli使核子组成原子核的作用力。属于强相互作用力的类型。核力具有如下性质。 ❶短程性。原子核的体积与质量数成正比,结合能与核子数也成正比。这些事实都说明核子间的力是短程力,核力的作用范围只有约10-15米数量级,大约等于原子核中核子间的距离。 ❷强度大。在原子核内每个核子的平均结合能为8.6兆电子伏,而二核子间的万有引力的势能却只有10-36兆电子伏,质子与质子间的静电势能也只有0.72兆电子伏,足以保证静电斥力不致于破坏原子核的稳定性。 ❸与核子的电荷无关。比如31H核是由1个质子与两个中子组成,它们的总结合能E=8.48兆电子伏。32He是由两个质子与一个中子组成,它们的总结合能E=7.72兆电子伏,这两种核子都由三个核子组成,而32He的结合能比31H小,这是因为在32He核中多了一个质子,在32He核中的两个质子间存在着与核力作用相反的库仑排斥能,可以证明此排斥能为0.72兆电子伏。若32He核中不存在此排斥能则核的总结合能E=7.72+0.72=8.44兆电子伏,与31H的结合能近似相等。可见不同类核子间的核力是相同的即核力与电荷无关。 ❹饱和性。原子核的体积大致与它所包含的核子数成正比,例如铅原子核中所包含的核子约是氧的13倍。铅原子核的体积差不多也是氧的13倍。也就是说所有的原子核密度大致都是相等的。由于原子核的半径比核力的力程大得多,所以每个核子在原子核中平均只与几个相邻的核子起作用,与每个核子起作用的核子的平均数目大致是一定的,由此可见每个核子所受的核力有一个饱和值,不随周围核子数的增多而增大。为了说明核力的本质,日本物理学家汤川秀树在1935年提出了核力的介子理论。类比电磁场的量子是光子,认为核子之间也通过一种场起作用,而这种场的量子是一种静质量大约是电子质量的200倍的粒子。1947年鲍威尔等人发现了汤川秀树预言的介子,其质量是电子质量的273倍,称之为π介子。核力的介子理论认为核子之间的相互作用是一个核子放出一个π介子,然后为另一个核子所吸收而形成的。π介子可以有三种荷电状态,即π+(带正电)、π0(中性)、π-(带负电)。因此核子交换π介子可以有下列几种形式:即中子与中子间,质子与质子间交换的是π0介子,比如n1→n11+π0,π0+P2→P12;或P1→P11+π0,π0+n2→n12。式中n1、p1分别代表中子和质子,在这些反应中核子的电荷不改号,它的位置没有变换。而中子与质子、质子与中子之间交换的是π+π-介子,比如n1→P1+π-,π-+P2→n2;或P2→n1+π+,π++n2→P2。在这个过程中中子变为质子,质子变为中子,它们交换了位置,所以π±介子引起的是交换力。由于核子可以不断地放出π介子形成核子周围的π介子云,而这些π介子又能被极靠近的其他核子吸收,于是相邻核子之间频繁地交换π介子这正是产生核力的根据。核力的介子论是比较成功的理论,能定性地说明一些事实。但这理论也存在着缺陷。核力的问题迄今仍处在继续研究和发展的阶段,有待于进一步探索。 ☚ 光子 核壳层模型 ☛ 核力作用于核子间的一种极强的吸引力。其作用距离不超过2×10-15米,在此范围内,核力远远超过质子间静电斥力而使各核子结合成原子核。核力的介子论认为核力是由于核子间交换π介子而产生的,详细性质仍待研究。 核力nuclear force |