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地球物理
原子核
原子
世界所有物质都是由分子构成,或直接由原子构成,而原子由带正电的原子核和带负电的核外电子构成,原子核是由带正电荷的
质子
和不带电荷的
中子
构成,原子中,质子数=电子数,因此正负抵消,原子就不显电,原子是个空心球体,原子中大部分的质量都集中在原子核上,电子几乎不占质量,通常忽略不计。
原子核(atomic nucleus)简称“核”。位于原子的核心部分,由质子和中子两种微粒构成。原子核极小,它的直径在10-⒖M~10-⒕M之间,体积只占原子体积的几千亿分之一,在这极小的原子核里却集中了99.96%以上原子的质量。原子核的密度极大,核密度约为10⒕g/cm⒊即1cm-⒊的体积如装满原子核,其质量将达到10-⒏t。原子核的能量极大。构成原子核的质子和中子之间存在着巨大的吸引力,能克服质子之间所带正电荷的斥力而结合成原子核,使原子在化学反应中原子核不发生分裂。当一些原子核发生裂变(原子核分裂为两个或更多的核)或聚变(轻原子核相遇时结合成为重核)时,会释放出巨大的
原子核能
,即原子能。例如核能发电。利用这一性质,方便人们的生活。
1912年英国科学家
卢瑟福
根据α粒子轰击金箔的实验中,绝大多数α粒子仍沿原方向前进,少数α粒子由于撞击到了电子发生较大偏转,个别α粒子偏转超过了90°,有的α粒子由于撞上原子核所以偏转方向甚至接近180°。该试验事实确认:原子内含有一个体积小而质量大的带正电的中心,这就是原子核。
为氦原子的原子及其原子核构想图
核子之间的核力,是一种比电磁作用大得多的相互作用。原子半径很小,质子间
库仑
斥力很大,但原子核却很稳定。所以原子核里质子间的除了库仑斥力外还有核力。只有在2.0×10^-15米的短距离内才能起到作用。
质子和质子之间、质子和中子之间、中子和中子之间都存在。核力是色力的间接效应,即强相互作用可以看作是
夸克
-胶子相互作用的间接结果。
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