Номер 3, страница 260 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 7. Квантовые явления. Параграф 63. Деление и синтез ядер. Вспомните - номер 3, страница 260.

Условие.

Что такое ядерные силы?

Решение.

Ядерные силы — это особый вид сил, которые действуют между протонами и нейтронами (общее название — нуклоны) в атомном ядре. Их главная задача — удерживать нуклоны вместе, преодолевая мощные силы электростатического (кулоновского) отталкивания между одноимённо заряженными протонами. Ядерные силы являются проявлением сильного взаимодействия, одного из четырёх фундаментальных взаимодействий в природе.

Рассмотрим основные свойства ядерных сил:

1. Огромная величина. Ядерные силы — самые мощные из всех известных фундаментальных сил на малых расстояниях. Они примерно в 100 раз сильнее электромагнитных сил, что и позволяет им удерживать протоны в ядре на очень близком расстоянии друг от друга.

2. Короткодействие. Это ключевая особенность ядерных сил. Они действуют только на чрезвычайно малых расстояниях, сопоставимых с размерами самого ядра — порядка $1-2$ фемтометров ($1 \text{ фм} = 10^{-15}$ м). Если расстояние между нуклонами становится больше, сила их притяжения очень быстро падает практически до нуля. На очень малых расстояниях (менее $0,5$ фм) притяжение сменяется сильным отталкиванием, что не позволяет нуклонам "слиться".

3. Зарядовая независимость. Ядерные силы не зависят от электрического заряда частиц. Сила, действующая между двумя протонами, двумя нейтронами или между протоном и нейтроном, является практически одинаковой (без учёта более слабого электромагнитного взаимодействия).

4. Свойство насыщения. Ядерные силы обладают свойством насыщения, что означает, что каждый нуклон в ядре взаимодействует не со всеми остальными нуклонами, а только с ближайшими соседями. Этим они отличаются от дальнодействующих гравитационных и электромагнитных сил. Свойство насыщения приводит к тому, что удельная энергия связи (энергия связи на один нуклон) для большинства ядер примерно постоянна.

5. Нецентральный характер. Величина ядерных сил зависит не только от расстояния между нуклонами, но и от взаимной ориентации их спинов (собственных моментов импульса). Сила притяжения максимальна, когда спины нуклонов параллельны.

Согласно современным представлениям, ядерные силы между нуклонами являются "остаточными" силами более фундаментального сильного взаимодействия, которое связывает кварки внутри самих протонов и нейтронов. Это можно сравнить с силами Ван-дер-Ваальса между нейтральными молекулами, которые являются остаточным проявлением электромагнитных сил между зарядами внутри этих молекул.

Ответ: Ядерные силы — это самые сильные из известных в природе, но короткодействующие силы, которые обеспечивают связь протонов и нейтронов в атомных ядрах, преодолевая электростатическое отталкивание протонов и обеспечивая стабильность ядер.