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好二三四
质子间的核力不是斥力,而是引力,原子核中有中子、质子,质子是带正电的,所以质子之间会互相排斥,是非常强大的核力将它们吸引在一起,使它们在非常小的区域形成原子核。
核力,是使核子组成原子核的作用力,属于强相互作用的类型。核力有如下基本性质:短程性、饱和性、电荷无关性、交换性、非中心力。
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强相互作用力
核力是强相互作用力(强力)的一种表现。在原子核的尺度内,核力比库仑力大得多。
短程力
核力是短程力,作用范围在1.5*10^-15 m之内。核力在大于0.8*10^-15m时表现为吸引力,且随距离增大而减小,超过1.5*10^-15m时,核力急速下降几乎消失;而在距离小于0.8*10^-15m时,核力表现为斥力,因此核子不会融合在一起。
饱和性
每个核子只跟邻近的核子发生核力作用,这种性质称为核力的饱和性。各种较重(例如A>40)的原子核中,每个核子所占的体积大致相同,每个核子平均结合能 也大致相同(见原子核)。这一实验事实表明原子核中每一核子通常仅仅和邻近的少数核子发生较强的吸引作用,说明核力和某些分子之间的作用力一样,具有饱和性。 可以说核力的饱和性必然要求核力具有短程性,二者是核力最重要的两个性质。
交换性
当两核子相互作用时,它们可以交换自旋或电荷。两核子的相互作用和它们的自旋的相对取向有关,自旋平行和自旋反平行时的相互作用不同。这一点在实验上已得到充分的验证。例如,仅当质子和中子自旋平行时才能结合成氘核,自旋反平行时则不能结合。当能量超过100MeV以上的中子轰击含氢的靶时,人们观测到不少质子沿原来中子飞行的方向飞出。这现象只能用中子同质子相互作用时发生电荷交换来解释。由于这种交换作用,核力可以分为四个组成部分:维格纳力──不交换的作用;马约喇纳力──交换自旋也交换电荷的作用;巴特勒特力──只交换自旋的作用和海森伯力──只交换电荷的作用。
非中心力
实验上发现氘核具有正的电四极矩,反映了氘核内核子分布是椭球形的。因此,描述氘核的波函数不应是纯粹的s波(它是球对称的),而应混有一定的d波。这就表明了核力中除了中心力之外,还存在一定的可以导致d波的混入的非中心力,这个力也常称为张量力。从研究核子-核子散射,特别是极化现象知道,核力还应具有自旋-轨道耦合项,即正比于l·s的项。这里l为两核子的相对运动角动量,s是核子的自旋。此外,核力也还可能和相对运动动量及角动量有其他更复杂的关系。
电荷无关性
对于给定的相对运动状态,质子-质子、中子-质子和中子-中子间的由于核力的相互作用都是相同的。也就是说,核力与核子所带的电荷无关。很多实验事实表明,核力的这一性质,至少是近似成立的。但是无论在理论上或实验上,论证都还不够严格,即难以严格证明所有对这种电荷无关性质的偏离都是由电磁相互作用引起的。