為什麼原子核中帶正電的質子能結合在一起

2022-03-06 08:24:36 字數 4406 閱讀 6405

1樓:匿名使用者

在原子核記憶體在一種只作用在質子和中子之間的力,叫強核力,它的強度是質子間的電磁力的100倍,從而使質子結合在一起,但質子數大於100時電磁力就大於強核力,從而使原子核不穩定.天然存在的質子數最多的穩定元素是鈽,有94個質子,沒有超過100.強核力的力攜帶粒子是介子

2樓:匿名使用者

中子帶負電嗎?顯然不帶,它的電勢為零,只有電子才帶負電,這是個常識性錯誤,不應該呀!!

要知道原子為啥不分開,這是因為核力,它將質子和中子中的夸克束縛在一起,並將原子中的質

子和中子束縛在一起。一般認為,稱為膠子的另一種自旋為1的粒子攜帶強作用力。

它只能與自身以及與夸克相互作用。強核力具有一種稱為禁閉的古怪性質:它總是

把粒子束縛成不帶顏色的結合體。由於夸克有顏色(紅、綠或藍),人們不能得到

單獨的夸克。反之,一個紅夸克必須用一串膠子和一個綠夸克以及一個藍夸克聯結

在一起(紅+綠+藍=白)。這樣的三胞胎構成了質子或中子。其他的可能性是由

一個夸克和一個反夸克組成的對(紅+反紅,或綠+反綠,或藍+反藍=白)。這

樣的結合構成稱為介子的粒子。介子是不穩定的,因為夸克和反夸克會互相湮滅而

產生電子和其他粒子。類似地,由於膠子也有顏色,色禁閉使得人們不可能得到單

獨的膠子。相反地,人們所能得到的膠子的團,其迭加起來的顏色必須是白的。這

樣的團形成了稱為膠球的不穩定粒子。

3樓:李論科學

「顏色和形狀可以表達我們無法用語言表達的事情。」——喬治亞·奧基夫

在大尺度上,我們所能看到的宇宙是由行星、恆星、星系這樣的物質組成;在微觀尺度上,物質又是由原子核和電子,以及原子核的成分,光子和其他任何可能存在的基本粒子組成。而且我們都知道質子帶正電,那為什麼兩個(或更多)質子可以結合在一起,而不會互相排斥?

四種基本力中的引力和電磁力

如果宇宙中只有這些基本粒子的存在,它們之間完全沒有互動,誰也不理誰,那麼宇宙只會是一片粒子的海洋。因此宇宙中的所有粒子必須能夠相互作用才能產生我們目前所看到的一切。據我們所知,宇宙中有四種基本力參與者所有粒子的互動方式。

四種力中有些很熟悉,比如萬有引力,在生活中最常見也最直觀。在宇宙的最大尺度上,引力不僅是最重要的力,而且可以說是唯一起作用的力。物體本身的質量和能量決定了時空本身如何彎曲,而這種彎曲又決定了物體如何運動和加速。

宇宙中,至少據我們所知沒有所謂的「反質量」或「反能量」而導致一些物體因為引力而互相排斥,而另一些物體則被引力吸引。其實我們可以把質量/能量解釋為只有一種型別的引力電荷,引力電荷總是表現為吸引力。

而其他力和相互作用就比引力稍微複雜一點。以電磁力為例,或者是兩個帶電粒子所產生的力。

其中有兩種電荷:正/負電荷,同類電荷相斥,異類電荷相吸。它和引力不一樣,也更復雜一些,但電磁力的一些應用對我們來說也很熟悉。畢竟,我們在地球上所做的每一件事都和電磁力有關。

例如,你可以輕而易舉的拿起水杯喝水,你生氣了可以打別人一拳,別人會感覺到痛,而你的拳頭並沒有穿透別人的身體,都是電磁力在起作用。

還有一個很好的例子:一箇中性原子帶正電的原子核被一群帶負電的電子環繞著。電子互相排斥,但它們都被原子核吸引。

只要原子的總電荷為零,且沒有足夠強的外部輻射,原子就會保持穩定和中性。這是構成我們這個世界上一切事物(生物和非生物)的基本要素。

我們已經在基本的量子層面上理解了電磁力是如何工作的。所有帶電粒子之間的吸引和排斥是通過同一粒子(光子)來介導的。

電磁力只需要一個光子就可以同時兼顧吸引力和排斥力,這是因為電磁力的結構相對簡單,只有兩個電荷,同類排斥和異類吸引。但是如果我們深入到原子核內部,在基本層面上去了解這些微小的帶電結構是如何結合在一起的?事情就會變得更加複雜。

強力如何抵抗電磁力將原子核結合在一起的?

原子核是由質子和中子組成的,當然除了氫,它本身就是一個質子。但是考慮到質子帶正電荷而中子不帶電荷,肯定有某種額外的力,一種比電磁力更強的力來把原子核固定在一起。否則,任何由一個以上質子(除了氫以外的任何原子)組成的原子都會因為電磁力的斥力把自己的原子核推開。

事實上,這種被命名為「強力」的力甚至需要把單個的質子和中子結合在一起。因為質子和中子本身不是基本粒子,而是由更小的帶電粒子夸克組成的。

例如,如果沒有另一種電荷附著在每一個夸克上,質子內部的電場力就會導致質子你、乃至原子核本身被電荷的排斥力推離開,因此每一個夸克除了有電荷外,它們還帶有顏色電荷(色荷),色荷的型別不至一種(引力),也不是兩種((電磁力),而是有三種(紅色、綠色和藍色)。

夸克想要結合在一起來抵抗電磁力,就需要它們的色荷結合在一起形成「無色」。那麼紅色、綠色和藍色夸克結合在一起就會形成「無色」,這個道理類似於三色光疊加在一起可以形成無色一樣。

我們知道有物質和反物質,也有夸克和反夸克,那麼也有顏色(紅、綠、藍)和反色:青色是反紅,紅色是反綠,黃色是反藍。為了加起來形成無色,要麼需要三個夸克(或者三個反夸克),要麼需要一個夸克和一個反夸克結合在一起。

上圖中:如果紅色+綠色+藍色等於白色,但紅色+反紅色也等於白色,這是否意味著綠色+藍色等同於反紅色呢?沒錯,至少在顏色方面就是這樣的。

這意味著我們可以把一個夸克和另外兩個反夸克配對,或者可以和另外三個夸克和一個反夸克配對。只要顏色是白色的(或無色)就行。

這就是為什麼可以有三個夸克的組合,比如質子和中子,或者一個夸克和一個反夸克的組合,比如介子。但不同於使時空彎曲的引力或交換光子(不帶電荷)的電磁力,強力是通過交換一種新型粒子膠子來起作用的,膠子有一種顏色,也有一種反色!

這些膠子負責不僅將單個粒子(如質子、中子和介子)結合在一起,還將較大的原子核結合在一起。

那麼膠子是如何傳遞色荷也就是強力的?

夸克有三種顏色(紅、綠、藍)和三種反色(反紅=青色,反綠=紅色,反藍=黃色),所以我們一般會認為可以通過將每種顏色與每種反色進行匹配得到九種型別的膠子。這種想法基本上是正確的。

假設有一個紅夸克,就會發出一個紅/反綠膠子,這時紅色夸克就會變成綠色夸克,膠子會找到一個綠色夸克,把它變成紅色,顏色就會被交換。

這就很好地解釋了六種型別的膠子:紅/反綠,紅/反藍,綠/反紅,綠/反藍,藍/反紅,藍/反綠。

其他的三種呢?是不是應該有紅色/反紅色,綠色/反綠色,還有藍色/反藍色這三種膠子?

事實證明,幾乎是這樣。因為這些膠子沒有固有的顏色,而所有的量子態混合在了一起。在量子物理學中,只要沒有被禁止,任何理論系統只要有相同的量子數,混合就會發生。

因此,這三種膠子不是「純」的紅色/反紅色、綠色/反綠色和藍色/反藍色,而是紅色/反紅色、綠色/反綠色和藍色/反藍色三種狀態的混合態。

但是其中的一種是所有三種顏色/反色對的混合確實是無色的,並且在物理上並不存在。所以只有8種物理膠子。

正是是這些膠子在夸克和反夸克之間的交換使得質子,中子,介子,重子和所有其他原子核聚集在一起。

這就是為什麼,如果我們想把任何兩個夸克或反夸克分開,所需的能量就會增加,最終能量會達到一個點,只要把一個粒子/反粒子對從真空中拉出來,在這個過程中就會產生額外的粒子,這也是夸克禁閉的原因。

強力把每個原子核連線在一起,如果沒有它,宇宙就只是一個由基本粒子組成的海洋,它們相互排斥,無法以任何有意義的方式結合在一起,也無法在整個宇宙中製造出除氫以外的任何元素。

沒有發光的恆星,沒有複雜的分子,宇宙中的任何地方都不會有岩石行星,只有一簇簇氣體和巨大的空洞。

然而,現實的宇宙遠遠不止粒子湯,我們有星系,恆星,行星,重元素,分子,生命,還有你和我。

質子帶正電,但質子卻能聚在一起構成原子核.為什麼

4樓:冰潔翼天使

有一種「核力」讓質子、中子等核子克服同種電荷間的排斥力聚集在一起形成原子核。

「核力」是一種尚未被明確研究的力

具體可參考:http://baike.

5樓:帝都小女子

質子帶正電,但質子(與中子一起)卻能聚在一起構成原子核.為什麼?請說明得詳細清楚明白一點!--

-質子和中子構成原子核並不是因為中子和質子的帶電情況,而是因為這些微粒之間存在一種力,叫做強相互作用力,也叫強核力.這種力在短距離上時最大,但距離一旦拉開,則力會大幅減小.

6樓:love就是不明白

原子核由質子和中子組成,質子、中子統稱為核子。

質子間存在庫倫斥力 f=ke^2/r^2,但是原子核沒有因為質子間的強大的庫倫斥力分解成一個一個的核子,原因是相鄰的核子間存在核力。

核力是短程強力,作用範圍10^-15m數量級,也就是說只有相鄰的核子間才具有核力,而核力是大於質子間的庫侖力的。

正是由於核子間的核力吸引,使得原子核內部的核子能聚在一起構成原子核。

質子帶正電,但質子(與中子一起)卻能聚在一起構成原子核,原因是什麼?

7樓:匿名使用者

原子核內有一種短程力,叫核力。使他們聚合在一起。

有以下說法,其中正確的是A結合能越大,原子核越穩定

a 比結合能越大,原子核越穩定,故a錯誤 b 黑體輻射規律 波長越短,溫度越高,則輻射強度越大,故b正確 c 光電效應與康普頓效應都揭示了光的粒子性,故c錯誤 d 物質波是一種概率波,在微觀物理學中不能用 軌跡 來描述粒子的運動,故d錯誤 故選 b 下列說法正確的是 a 黑體輻射時電磁波的強度隨波長...

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