Номер 6, страница 295 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Глава 4. Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер. Параграф 61. Состав атомного ядра. Ядерные силы. Ответь на вопросы - номер 6, страница 295.

Условие.

6. Как объяснить устойчивость атомного ядра? Какое предположение пришлось сделать учёным для ответа на этот вопрос?

Решение.

Решение 2.

Как объяснить устойчивость атомного ядра? Какое предположение пришлось сделать учёным для ответа на этот вопрос?

Решение

Устойчивость атомного ядра представляет собой фундаментальную загадку физики, если рассматривать ее только с точки зрения электромагнетизма. Атомное ядро состоит из положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов, которые вместе называются нуклонами. Протоны, находясь на очень близких расстояниях друг от друга (порядка $10^{-15}$ м), испытывают колоссальные силы кулоновского (электростатического) отталкивания. Эти силы стремятся разорвать ядро.

Однако подавляющее большинство атомных ядер стабильны. Это означает, что внутри ядра должны существовать силы иной природы, которые компенсируют и превосходят электростатическое отталкивание протонов. Эти силы, удерживающие нуклоны вместе, были названы ядерными силами. В современной физике они являются проявлением сильного взаимодействия — одного из четырех фундаментальных взаимодействий в природе.

Основные свойства ядерных сил, объясняющие стабильность ядра:

• Сила притяжения: Это самые мощные силы в природе. На малых расстояниях они примерно в 100 раз сильнее электромагнитных сил, что позволяет им преодолевать отталкивание протонов.

• Короткодействие: Ядерные силы действуют только на очень малых расстояниях, сопоставимых с размерами нуклонов (примерно $10^{-15}$ м). За пределами ядра их действие практически не ощущается. Именно поэтому мы не сталкиваемся с их проявлением в макромире.

• Зарядовая независимость: Ядерные силы действуют одинаково между любыми парами нуклонов: протон-протон, нейтрон-нейтрон и протон-нейтрон. Это объясняет, почему для стабильности тяжелых ядер необходимо наличие нейтронов, которые "разбавляют" протоны, участвуя в сильном притяжении, но не участвуя в электростатическом отталкивании.

Таким образом, для объяснения факта существования и стабильности атомных ядер, учёным пришлось сделать фундаментальное предположение о существовании нового типа сил — сильных ядерных сил. Это была гипотеза, выдвинутая для разрешения противоречия между теорией электромагнетизма и экспериментальными данными. Впоследствии существование и свойства сильного взаимодействия были многократно подтверждены экспериментально.

Ответ: Устойчивость атомного ядра объясняется наличием особых сил притяжения между нуклонами (протонами и нейтронами) — ядерных сил. Эти силы являются проявлением сильного взаимодействия, они значительно превосходят по величине силы электростатического отталкивания между протонами и действуют на очень коротких расстояниях, обеспечивая целостность ядра. Для объяснения этого явления учёным пришлось сделать предположение о существовании этого нового, ранее неизвестного вида фундаментального взаимодействия.