Ядерные силы в физике с формулами и примерами

Оглавление:

Ядерные силы

Поскольку протоны в ядре имеют одинаковый положительный заряд, они отталкиваются. Для того чтобы удержать их вместе, должны существовать силы, намного превышающие силы электрического взаимодействия. Эти силы называются ядерными силами. Они в 100 раз превосходят электрические (кулоновские) силы. Это самые мощные силы из всех, которыми располагает природа. Поэтому взаимодействие ядерных частиц относят к сильным взаимодействиям — особому типу взаимодействия, присущему большинству элементарных частиц наряду с электромагнитными взаимодействиями. Ядерные силы заметно проявляются лишь на расстояниях порядка Ядерные силы в физике см, равных по порядку величины размерам ядра, что показали опыты Резерфорда по рассеянию -частиц ядрами.

Энергия связи нуклонов в ядре

Устойчивость атомного ядра характеризуется энергией связи Ядерные силы в физике . Энергия связи — это энергия, которую надо затратить, чтобы расщепить ядро. Её принято выражать в мегаэлектронвольтах (МэВ) .
Под энергией связи ядра понимают ту энергию, которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные нуклоны. На основании закона сохранения энергии можно также утверждать, что энергия связи равна той энергии, которая выделяется при образовании ядра из отдельных частиц. Энергия связи атомных ядер очень велика. Определить её можно, применяя соотношение Эйнштейна между массой и энергией: Ядерные силы в физике .
Точнейшие измерения показывают, что масса покоя ядра всегда меньше суммы масс покоя составляющих её протонов и нейтронов: . Существует положительная разность масс, называемая дефектом массы: Ядерные силы в физике . Для гелия масса ядра на 0,75% меньше суммы масс двух протонов и двух нейтронов. Для одного моля гелия .
Уменьшение массы при образовании ядра из нуклонов означает, что при этом уменьшается энергия этой системы нуклонов на значение энергии связи Ядерные силы в физике :

Энергия связи переходит в энергию излучаемых при ядерных превращениях -квантов, которая равна как раз , и масса которых .
Удельной энергией связи называют энергию связи, приходящуюся на один нуклон ядра. Её определяют экспериментально.