核力

在接受了原子核由质子和中子组成的假设后，人们不禁要问：带正电荷的质子怎么能聚集在一起呢?在中子发现前，人们只知道在自然界中有两种相互作用：电磁力和万有引力，两者都是长程力，大小都与距离的平方成反比．其中电磁力比万有引力强得多，单独核子间的万有引力远不能克服静电斥力而将质子聚到原子核这么小的体积中．为此物理学家认为有第三种相互作用存在，即核子间有核力作用．核力有以下特点：

①核力是一种强相互作用；且主要是吸引力，比库仑力大得多．实验证实．在吸引范围内，核力约是静电斥力的100倍．

②核力是短程力，只有当两核子间距离为原子核的尺度时，才有相互作用．当核子间距离大于0．8fm(1fm=l0-15m)时表现为吸引力，且随距离增大而减小；到l0fm时，核力几乎消失．而在距离小于0．8fm时，表现为斥力，可以阻止核子互相融合在一起．目前，对核子间距离r>0．8fm时的吸引范围了解得比较清楚；而对r<0.8fm时的核力还不十分清楚因为核子靠得这么近时，要了解它们间的相互作用，必须考虑到核子的内部结构，即要考虑到核子的组成物(夸克)间的相互作用，情况就变得复杂了．

③核力有饱和性．实验指出，所有核子结合成原子核时放出的能量(结合能)，近似与总的核子数成正比，每个核子的平均结合能是个常数，跟核子总数的多少无关，这就是核力的饱和性．这种饱和性使原子核呈现不可压缩性，即原子核的密度近似为常数．

现代原子能的利用、原子弹的爆炸，就是利用核裂变或核聚变时所放出的巨大能量�

核力本质上不是电磁力，所以核力与核子所带电无关．质子-质子、质子-中子、中子--中子间的核力相互作用都是相同的，这就是所谓核力的电荷无关性．最后，较重(A>40)原子核中每个核子所占体积大致相同，每个核子的平均结合能也大致相同．这一事实表明，每个核子仅仅与最邻近的几个核子发生较强的吸引力作用．因此核力与分子之间的作用力一样具有饱和性． 1935年，日本物理学家汤川秀树建立了“核力的介子理论”，认为核力是通过交换后来被定名为π介子的粒子而发生作用的．60年代后人们开始认识到核子和介子等粒子都具有内部结构，它们都是由更基本的粒子--夸克所构成．核力并非一类基本力．存在于夸克之间的通过交换胶子的强相互作用力才是一种基本力．核力是组成核子的夸克之间强作用力的一种次级作用力或剩余作用力．不过，怎样用夸克理论导出核力在目前尚不清楚．

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