Ядерные силы
Ядерные силы — это силы притяжения и отталкивания, которые удерживают протоны и нейтроны вместе внутри атомного ядра. Они действуют на очень малых расстояниях, сравнимых с размерами нуклонов.
Ядерные силы обладают несколькими важными свойствами. Они короткодействующие: заметны примерно на расстояниях \(1\text{–}2\ \text{фм}\), где \(1\ \text{фм}=10^{-15}\ \text{м}\). На расстояниях около \(1\ \text{фм}\) между нуклонами преобладает притяжение, а при ещё меньшем сближении возникает сильное отталкивание. Благодаря этому нуклоны не разлетаются и не сжимаются в одну точку.
Ядерные силы примерно одинаковы для пар протон—протон, нейтрон—нейтрон и протон—нейтрон, если не учитывать электрическое взаимодействие. Они также обладают свойством насыщения: каждый нуклон взаимодействует главным образом с ближайшими соседями. Поэтому увеличение числа нуклонов не приводит к неограниченному росту энергии связи одного нуклона.
Радиус действия
Характерный радиус действия можно оценить через массу частицы-переносчика взаимодействия, например пиона:
В ядерном строении атома расстояния между соседними нуклонами имеют порядок \(10^{-15}\ \text{м}\). Поэтому ядерные силы действуют между ними эффективно, а на расстоянии порядка \(10^{-10}\ \text{м}\), характерном для размеров атома, практически не проявляются.
Ядерные силы не являются электрическими. Протоны отталкиваются из-за кулоновских сил, но на малых расстояниях ядерное притяжение может это отталкивание преодолеть. Радиоактивность связана с превращениями ядер, а не с самим существованием ядерных сил.
Почему ядро не распадается под действием электрического отталкивания протонов?
Главное
- Ядерные силы связывают протоны и нейтроны в атомном ядре.
- Они короткодействующие: действуют на расстояниях порядка \(1\text{–}2\ \text{фм}\).
- На малых расстояниях силы притягивают нуклоны, а при сверхмалом сближении создают отталкивание.