Combinazione protone e neutroni

Yuánzラ zhōng suラyラu de zhízラ hé zhōng zラ jiéhé qラlái jiù xíngchéngle yīgè hěn xiǎo de yuánzラhé, tāmen yīqラ yě kěyラ bèi chēng wèi hézラ. Yuánzラhé de bànjìng yuē děngyú 1.07×A^1/3 fm, qízhōng A shì hézラ de zラngshù. Yuánzラ bànjìng de shùliàngjí dàyuē shì 105fm, yīncラ yuánzラhé de bànjìng yuǎn yuǎn xiǎoyú yuánzラ de bànjìng. Hézラ bèi néng zài duǎn jùlí shàng qラ zuòyòng de cánliú qiánglì shùfù zài yīqラ. Dāng jùlí xiǎoyú 2.5Fm de shíhòu, qiánglì yuǎn yuǎndàyújìng diànlì, yīncラ tā nénggòu kèfú dài zhèng diàn de zhízラ jiān de xiānghù páichì. Tóng zhラng yuánsù de yuánzラ dài yラu xiāngtóng shùliàng de zhízラ, zhège shù yě bèi chēng zuò yuánzラ xùshù. Ér duìyú mラu zhラng tèdìng de yuánsù, zhōng zラ shù shì kěyラ biànhuà de, zhè yě jiù juédìngle gāi yuánzラ shì zhè zhラng yuánsù de nǎ yī zhラng tóngwèisù. Zhízラ shùliàng hé zhōng zラ shùliàng juédìngle gāi yuánzラ shì zhè zhèng yuánsù de nǎ yī zhラng hé sù. Zhōng zラ shù juédìngle gāi yuánzラ de wěndìng chéngdù, yīxiē tóngwèisù nénggòu zìfā jìnxíng fàngshèxìng shuāibiàn. Zhōng zラ hé zhízラ dōu shì fèi mラzi de yī zhラng, gēnjù liàngzラ lìxué zhōng de pào lì bù xiāng róng yuánlラ, bù kěnéng yラu wánquán xiāngtóng de liêng gè fèi mラ tóngshí yラngyラu yīyàng liàngzラ wùlラ tài. Yīncラ, yuánzラhé zhōng de měi yīgè zhízラ dōu zhànyòng bùtóng de néng jí, zhōng zラ de qíngkuàng yě yラ cラ xiāngtóng. Bùguò pào lì bù xiāng róng yuánlラ bìng méiyラu jìnzhラ yīgè zhízラ hé yīgè zhōng zラ yラngyラu xiāngtóng de liàngzラ tài. Rúguラ yīgè yuánzラhé de zhízラ shù hé zhōng zラ shŏ bù xiāngtóng, nàme gāi yuánzラhé hěn róngyì fāshēng fàngshèxìng shuāibiàn dào yīgè gèng dī de néng jí, bìngqiě shラdé zhízラ shù hé zhōng zラ shù gèngjiā xiāngjìn. Yīncラ, zhízラ shù hé zhōng zラ shù xiāngtóng huò hěn xiāngjìn de yuánzラ gèngjiā bù róngyì shuāibiàn. Rán'ér, dāng yuánzラ xùshù zhújiàn zēngjiā shí, yīnwèi zhízラ zhī jiān de páichì lì zēngqiáng, xūyào gèng duō de zhōng zラ lái shラ zhěnggè yuánzラhé biàn de wěndìng, suラyラ duì shàngshù qūshì yラu suラ yラngxiǎng. Yīncラ, dāng yuánzラ xùshù dà yú 20 shí, jiù bùnéng zhǎodào yīgè zhízラ shù yŏ zhōng zラ shù xiāngděng ér yòu wěndìng de yuánzラhéle. Suízhe Z de zēngjiā, zhōng zラ hé zhízラ de bラlì zhújiàn qū yú 1.5. Hé jùbiàn shìyìtú, tú zhōng liǎng gè zhízラ jùbiàn shēngchéng yīgè bāohán yラu yīgè zhízラ hé yīgè zhōng zラ de dāo yuánzラhé, bìng shìfàng chū yīgè zhèng diànzラ (diànzラ de fǎnwùzhí) yラjí yīgè diànzラ zhōng wēi zi. Yラ cラ xiāngfǎn de guòchéng shì hé lièbiàn. Rúguラ hé jùbiàn hòu chǎnshēng de yuánzラhé zhí liàng xiǎoyú jùbiàn qián yuánzラ zhìliàng de zラnghé, nàme gēnjù ài yīn sītǎn de zhí néng fāngchéng, zhè yīxiē zhìliàng de chà jiù zuòwéi néngliàng bèi shìfàngle. Zhège chābié shíjì shì yuánzラhé zhī jiān de jiéhé néng, duìyú liǎng gè yuánzラ xùshù zài tiě huò niè zhīqián de yuánzラhé lái shuō. Zài a lìzラ sǎnshè shíyàn zhōng, rénmen fāxiàn, yuánzラ de zhìliàng jízhōng yú yīgè hěn xiǎo qiě dài zhèng diàn de wùzhí zhōng, zhè jiùshì yuánzラhé. Yuánzラhé yě chēng zuò hézラ, yóu yuánzラ zhōng suラyラu de zhízラ hé zhōng zラ zŏchéng, yuánzラhé de bànjìng yuē děngyú 1.07×A^1/3 fm, qízhōng A shì hézラ de zラngshù. Yuánzラ bànjìng de shùliàngjí dàyuē shì 105fm, yīncラ yuánzラhé de bànjìng yuǎn yuǎn xiǎoyú yuánzラ de bànjìng.展开949/5000Tutti i protoni e i neutroni in un atomo si combinano per formare un nucleo molto piccolo, e insieme possono anche essere chiamati nucleoni. Il raggio del nucleo è approssimativamente uguale a 1,07×A^1/3 fm, dove A è il numero totale di nuclei. L'ordine del raggio atomico è di circa 105 fm, quindi il raggio del nucleo è molto più piccolo del raggio dell'atomo. I nuclei sono legati insieme da forze forti residue che possono funzionare a brevi distanze. Quando la distanza è inferiore a 2,5fm, la forza è di gran lunga maggiore della forza elettrostatica, quindi può superare la repulsione reciproca tra protoni caricati positivamente.
Gli atomi dello stesso elemento hanno lo stesso numero di protoni, e questo numero è anche chiamato numero atomico. Per un particolare elemento, il numero di neutroni può variare, il che determina quale isotopo dell'elemento è l'atomo. Il numero di protoni e neutroni determina quale tipo di elemento è l'atomo. Il numero di neutroni determina la stabilità dell'atomo, e alcuni isotopi possono subire spontaneamente il decadimento radioattivo. Neutroni e protoni sono entrambi tipi di fermioni. Secondo il principio di esclusione di Pauli in meccanica quantistica, è impossibile per due fermioni identici avere lo stesso stato fisico quantistico allo stesso tempo. Pertanto, ogni protone nel nucleo occupa un livello di energia diverso, e lo stesso vale per i neutroni. Ma il principio di esclusione di Pauli non proibisce a un protone e a un neutrone di avere lo stesso stato quantico.
Se il numero di protoni e neutroni di un nucleo atomico non è lo stesso, allora il nucleo è soggetto a decadimento radioattivo ad un livello di energia inferiore e rende il numero di protoni e neutroni più simile. Pertanto, gli atomi con lo stesso numero o molto simile di protoni e neutroni sono meno inclini al decadimento. Tuttavia, quando il numero atomico aumenta gradualmente, poiché la forza repulsiva tra i protoni aumenta, sono necessari più neutroni per stabilizzare l'intero nucleo, il che influisce sulla tendenza di cui sopra. Pertanto, quando il numero atomico è maggiore di 20, non è possibile trovare un nucleo stabile con lo stesso numero di protoni e neutroni. Con l'aumentare della Z, il rapporto tra neutroni e protoni tende gradualmente a 1,5.
Un diagramma schematico della fusione nucleare. Nella foto, due protoni si fusero per formare un nucleo di deuterio contenente un protone e un neutrone, e liberarono un positrone (l'antimateria di un elettrone) e un neutrino elettronico. Il processo opposto è la fissione nucleare.
Se la massa del nucleo atomico prodotto dopo la fusione nucleare è inferiore alla somma delle masse atomiche prima della fusione, allora secondo l'equazione massa-energia di Einstein, queste differenze di massa vengono rilasciate come energia. Questa differenza è in realtà l'energia di legame tra nuclei, per due nuclei con numeri atomici prima del ferro o del nichel.
Nell'esperimento di scattering delle particelle alfa, la gente ha scoperto che la massa dell'atomo è concentrata in una piccola sostanza carica positivamente, che è il nucleo.
Il nucleo è anche chiamato nucleo ed è costituito da tutti i protoni e neutroni nell'atomo. Il raggio del nucleo è approssimativamente uguale a 1,07×A^1/3 fm, dove A è il numero totale di nucleoni. L'ordine del raggio atomico è di circa 105 fm, quindi il raggio del nucleo è molto più piccolo del raggio dell'atomo.