核力是如何产生的

 
核力是如何产生的

在发现中子之前,人们只知道自然界中存在两种相互作用力:电磁力和万有引力。这两种力都是长程力,其大小与距离的平方成反比。然而,电磁力要比万有引力强得多。单独考虑核子间的万有引力是无法克服静电斥力,从而将质子聚集在原子核这么小的体积中的。为了解决这个问题,物理学家提出了第三种相互作用力的存在,即核力。

核力具有以下特点:

1. 核力是一种强相互作用力,主要是一种吸引力,比库仑力大得多。实验证实,在吸引范围内,核力约为静电斥力的100倍。

2. 核力是一种短程力,只有当两个核子的距离等于原子核的尺度时才会产生相互作用。当核子间的距离大于0.8fm时,核力表现为吸引力,并随着距离的增加而减小。当距离达到10fm时,核力几乎消失。当距离小于0.8fm时,核力表现为斥力,能够阻止核子彼此融合。

目前,对于核子间距离小于0.8fm时的吸引范围已经有了相对清晰的了解。要理解它们之间的相互作用,必须考虑到核子的内部结构,即核子组成物之间的相互作用。这使得情况变得更加复杂。

3. 核力具有饱和性。实验证明,当所有核子结合成原子核时释放出的能量近似与核子总数成正比。每个核子的平均结合能是一个常数,与核子总数无关。这就是核力的饱和性。这种饱和性使得原子核呈现不可压缩性,也就是说原子核的密度近似为常数。

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