Ответьте на вопросы, страница 161 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопрос

1. Почему кулоновские силы, между протонами ядра не могут нарушить целостность ядра?

1. Почему кулоновские силы между протонами ядра не могут нарушить целостность ядра?

Целостность атомного ядра, несмотря на электростатическое отталкивание (кулоновские силы) между одноименно заряженными протонами, сохраняется благодаря существованию другого, значительно более мощного взаимодействия — сильного ядерного взаимодействия.

Протоны, находящиеся в ядре, действительно испытывают силы взаимного отталкивания. Эти силы очень велики, поскольку протоны расположены на чрезвычайно малых расстояниях друг от друга (порядка $10^{-15}$ м). Если бы в ядре не действовали другие силы, оно бы немедленно распалось под действием кулоновского отталкивания.

Однако между всеми частицами ядра — протонами и нейтронами (общее название — нуклоны) — действуют ядерные силы, которые являются проявлением сильного взаимодействия. Эти силы обладают рядом ключевых свойств, которые и обеспечивают стабильность ядра:

Интенсивность: Ядерные силы притяжения на расстояниях внутри ядра примерно в 100 раз мощнее сил кулоновского отталкивания.

Короткодействие: Ядерные силы проявляются только на очень малых расстояниях (порядка $10^{-15}$ м), что сопоставимо с размерами самого ядра. На больших расстояниях их действие стремительно ослабевает и становится пренебрежимо малым. В то же время кулоновские силы являются дальнодействующими.

Зарядовая независимость: Сила ядерного притяжения не зависит от электрического заряда и одинаково действует между парами частиц протон-протон, нейтрон-нейтрон и протон-нейтрон.

Таким образом, в стабильных ядрах мощное, но короткодействующее сильное взаимодействие, притягивающее все нуклоны друг к другу, с избытком компенсирует более слабое кулоновское отталкивание между протонами. Нейтроны, не имея заряда, не участвуют в отталкивании, но участвуют в сильном притяжении, играя роль "цемента", который помогает удерживать протоны вместе и дополнительно стабилизирует ядро.

Ответ: Кулоновские силы между протонами ядра не могут нарушить его целостность, потому что в ядре действуют значительно более мощные ядерные силы притяжения (сильное взаимодействие). Эти силы, действующие на малых расстояниях между всеми нуклонами (протонами и нейтронами), превосходят силы электростатического отталкивания и удерживают ядро как единое целое.