众多带正电的质子,是如何实现原子核结构稳定的呢?

3级粒子

简单地说,因为还有中子(原子核是由质子和中子组成的)。复杂点说,是因为夸克之间的强相互作用(质子和中子都是由夸克组成的)。

质子由两个上夸克(图中的u)和一个下夸克(图中的d)组成,中子由一个上夸克两个下夸克组成,上夸克带+2/3电荷,下夸克带-1/3电荷,所以质子带+1电荷,中子带0电荷(也就是电中性),质子之间的排斥根本上是夸克之间的电磁力。

如果夸克之间只有电磁力(通过传递光子实现),那么连质子本身都是不稳定的,更不要提原子核了。但幸运的是夸克之间还有强力(通过传递胶子来实现),其强度是电磁力的173倍(质子尺度上),强力使得三个夸克牢牢地捆绑在一起,基本无视它们之间的电磁力,保证了质子和中子的稳定。

当一堆质子和中子靠的很近时,它们的夸克之间也会有强力把彼此捆绑在一起,保证了原子核的稳定性。不过这种强力是夸克组成质子和中子之后“剩余的”,强度会打一些折扣,当质子数很多时,就和电磁力相当了,这也是一些质子数多的原子核不稳定的原因。一个有趣现象是除了氢和氦原子核,其它原子核的中子数都要多于质子数,就是因为中子电中性,但是强力还在,有助于抵消质子之间的斥力。


九维空间

看看吧这是孔径光栅显微镜拍摄的锡原子视频

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孔径光栅显微镜拍原子

量子与引力

在原子核内,所有质子之间都有一个最小间距(约1.6x10- );而核内中子的存在与多少正是为了满足核内质子之间的最小间距,否则相应的那个质子就会变为中子。

其实,核内所有中子也必须依赖相应质子提供的剩余交换营养而长寿命(一个质子提供的剩余营养大约可满足1.6个左右的相应中子需求。

笔者于一九九0年十月参加的《中国第八次原子原子核物理研讨会》提出了《原子核双壳层模型》。但是未能被大会认可。借此机会再次提出《原子核双壳层模型》概念一一原子核内所有中子组成原子核的内骨架壳层;从九号元素开始,原子核内出现空心,比如八二号铅元素的核内空心可容纳下一个钙元素了;原子核内所有质子都依赖相应的中子内骨架为依托组成原子核的外质子壳层,所有质子的S端都指向核外形成强大的核内正负电荷的交换场所;所有核外负电子远离原子核形成大范围的电子云好比人类的肺吸收氧气一样,充分吸收‘引力子`与质子S端的正电荷共同完成原子核内基本粒子的一一新存代谢……!


手机用户50420370785

现在认为的有四种基本的力,万有引力,电荷之间的作用力,强相互作用力,弱相互作用力,质子之间是电荷之间的斥力,不过在距离很接近的时候(10-15次方米),强相互作用力会起作用,质子和中子之间都会有强相互作用力,稳定原子核。中子星就是靠强相互作用力的,由于没有质子之间的斥力,中子星可以很大。


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