Номер 3, страница 188 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Громцева

14. Квантовая физика. 14.9. Нуклонная модель ядра. Ядерные силы - номер 3, страница 188.

Решение.

Решение 2.

Как называют протоны и нейтроны с точки зрения ядерного взаимодействия?

С точки зрения ядерного (сильного) взаимодействия, которое удерживает частицы в ядре атома, протоны и нейтроны рассматриваются как два разных состояния одной и той же частицы. Эта частица носит общее название нуклон (от лат. nucleus — ядро). Таким образом, ядро атома состоит из нуклонов. Различие между протоном и нейтроном в этом контексте сводится к разным значениям проекции изотопического спина, но в рамках ядерного взаимодействия они ведут себя очень похоже.

Ответ: Протоны и нейтроны с точки зрения ядерного взаимодействия называют общим термином — нуклоны.

Важно ли наличие положительного заряда у протонов для ядерного взаимодействия?

Нет, для самого ядерного взаимодействия наличие электрического заряда у протонов не является важным фактором. Одно из фундаментальных свойств сильного взаимодействия — это его зарядовая независимость. Это означает, что силы притяжения, вызванные ядерным взаимодействием, примерно одинаковы для любых пар нуклонов: протон-протон, нейтрон-нейтрон и протон-нейтрон (при условии, что их квантовые состояния совпадают).

Однако, наличие положительного заряда у протонов чрезвычайно важно для общей стабильности атомного ядра. Помимо сильного взаимодействия, внутри ядра действует и электромагнитное взаимодействие. Положительно заряженные протоны испытывают электростатическое отталкивание (силы Кулона), которое стремится разрушить ядро. Ядерные силы притяжения являются короткодействующими и значительно превосходят кулоновское отталкивание на малых расстояниях (порядка размеров нуклона), что и обеспечивает стабильность ядра. Тем не менее, с ростом числа протонов в ядре сила электростатического отталкивания возрастает и начинает играть существенную роль, влияя на соотношение протонов и нейтронов в стабильных изотопах и ограничивая максимальный размер существующих в природе ядер.

Ответ: Нет, для ядерного взаимодействия как такового наличие заряда у протонов не важно из-за свойства зарядовой независимости ядерных сил. Однако этот заряд важен для стабильности ядра в целом, так как создает силы электростатического отталкивания между протонами, которые противодействуют ядерному притяжению.