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如何形成核力以使质子中子相互吸引的

发表时间：2024-08-17 22:18:11 来源：网友投稿

核力是使核子组成原子核的作用力，属于强相互作用力的一类。

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。核力是短程力，只有在原子核尺度上才显现出来。核力是一种很复杂的相互作用，人们通过多年的实验研究和理论分析，才对它的特性有了比较细致的了解，但仍不完全。20世纪初，人们只知道自然界存在着两种力：一种是万有引力，另一种是电磁力。对于带电粒子，在相同的距离上这两种力的强度差别很大，电磁力大约要比万有引力强10^35倍。基于这两种力的性质，原子核中的质子要靠自身的万有引力来抗衡相互间的库仑斥力是不可能的。核物理学家猜想，原子合理的和之间有第三种相互作用存在，即存在着一种核力，是核力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核。后来的实验证实了科学家的猜测，并进一步揭示了核力的性质与特点。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。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。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。

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