Номер 6, страница 302 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

Глава 12. Физика атомного ядра. Параграф 78. Строение атомного ядра. Ядерные силы. Обсудить в классе - номер 6, страница 302.

Условие.

Сравните электромагнитные, гравитационные и ядерные силы. Составьте таблицу, в которой будут отражены их свойства.

Решение.

Решение 2.

В современной физике выделяют четыре фундаментальных взаимодействия, которые лежат в основе всех известных явлений в природе. Это гравитационное, электромагнитное, сильное ядерное и слабое ядерное взаимодействия. Ниже представлена сравнительная таблица свойств гравитационных, электромагнитных и ядерных (сильных) сил.

Свойство	Гравитационные силы	Электромагнитные силы	Ядерные силы (Сильное взаимодействие)
Источник взаимодействия	Масса-энергия. Действуют на все частицы и тела, обладающие массой.	Электрический заряд. Действуют на электрически заряженные частицы.	Цветовой заряд (у кварков и глюонов). На уровне адронов проявляется как сила, связывающая протоны и нейтроны в ядре.
Относительная интенсивность	$\sim 10^{-38}$	$\sim 10^{-2}$ (константа тонкой структуры $\alpha \approx 1/137$)	$1$ (принята за единицу)
Радиус действия	Бесконечный. Убывает пропорционально квадрату расстояния ($1/r^2$).	Бесконечный. Убывает пропорционально квадрату расстояния ($1/r^2$).	Очень малый, $\sim 10^{-15}$ м (сопоставим с размером атомного ядра).
Характер взаимодействия	Всегда притяжение.	Притяжение (между разноименными зарядами) и отталкивание (между одноименными).	В основном притяжение, обеспечивающее стабильность ядра. На очень малых расстояниях ($\lt 0.5$ фм) становится силой отталкивания.
Частица-переносчик	Гравитон (гипотетическая частица).	Фотон ($\gamma$).	Глюон ($g$).
Примеры проявления	Движение планет, звезд и галактик; сила тяжести; приливы и отливы.	Структура атомов и молекул; химические связи; свет; электричество и магнетизм; силы упругости и трения.	Удержание протонов и нейтронов (нуклонов) в атомных ядрах, преодолевая электростатическое отталкивание протонов.
Математический закон	Закон всемирного тяготения Ньютона: $F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}$	Закон Кулона: $F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2}$	Не описывается простой аналитической формулой. Описывается в рамках квантовой хромодинамики.

Стоит отметить, что к ядерным силам также относят слабое взаимодействие. Оно отвечает за некоторые виды радиоактивного распада (например, бета-распад) и взаимодействия нейтрино. Слабые силы значительно слабее электромагнитных (их интенсивность $\sim 10^{-6}$ от сильного взаимодействия) и имеют еще меньший радиус действия ($\sim 10^{-18}$ м).

Ответ:

Гравитационные, электромагнитные и ядерные силы являются фундаментальными взаимодействиями природы, но кардинально различаются по своей интенсивности, радиусу действия, источнику и характеру. Гравитационные силы — самые слабые, дальнодействующие и всегда являются силами притяжения. Электромагнитные силы значительно мощнее, также дальнодействующие, могут быть как силами притяжения, так и отталкивания. Ядерные (сильные) силы — самые мощные, но короткодействующие, они удерживают нуклоны в ядре. Детальное сравнение свойств представлено в таблице выше.