A. Ядерные силы

Ядерные силы

Ядра атомов — очень устойчивые образования, более устойчивые, чем сами атомы. Так, например, чтобы разделить ядро гелия на отдельные нуклоны, необходимо затратить в сотни тысяч раз больше энергии, чем для отрыва обоих его электронов от ядра. Это объясняется тем, что между нуклонами имеет место новое, внутриядерное, взаимодействие, т.е. действуют особые, ядерные, силы. Ядерные силы обнаруживают следующие специфические свойства.

1. Это короткодействующие силы. Они действуют на расстояниях между нуклонами, порядка 10^-15 м, и резко убывают при увеличении расстояния; при расстояниях 1,4 • 10^-15 м они уже практически равны 0.

2. Это самые мощные силы из всех, которыми располагает природа. Поэтому взаимодействие частиц в ядре часто называют сильными взаимодействиями располагает природа. Поэтому взаимодействие частиц в ядре часто называют сильными взаимодействиями.

3. Ядерным силам свойственно насыщение. Это значит, что нуклон взаимодействует не со всеми остальными нуклонами, а лишь с некоторыми ближайшими соседями.

4. Ядерным силам свойственна зарядовая независимость. Это значит, что с одинаковой по модулю силой притягиваются друг к другу и заряженные, и незаряженные частицы, т.е. сила притяжения F_pp между двумя протонами равна силе притяжения F_nn между двумя нейтронами и равна силе притяжения F_pn между протоном и нейтроном.

5. Ядерные силы не являются центральными, т.е. они не направлены вдоль прямой, соединяющей центры этих зарядов.

6. Ядерные силы являются так называемыми обменными силами. Обменные силы имеют квантовый характер, у них нет аналога в обычной физике. Взаимодействие между нуклонами возникает вследствие обмена между ними некоторой третьей частицей. Эту частицу называют \(~\pi\)-мезоном, или пионом. Масса \(~\pi\)-мезонов примерно в 280 раз больше массы электрона. Пионы бывают трех видов: положительные \(~\pi^+\), отрицательные \(~\pi^-\) и нейтральные \(~\pi^0\). Взаимодействие между однородными нуклонами осуществляется нейтральными \(~\pi^0\)-мезонами, а взаимодействие между различными нуклонами — заряженными \(~\pi\)-мезонами.

Литература

Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. — Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. — С. 611-612.