Номер 1, страница 234 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 5. Элементы квантовой физики. Параграф 57. Ядерные силы - номер 1, страница 234.

Условие.

1. Какие силы действуют между нуклонами в ядре?

Решение.

Решение

Между нуклонами (протонами и нейтронами) в атомном ядре действуют силы, относящиеся к разным видам фундаментальных взаимодействий. Стабильность ядра определяется балансом этих сил.

1. Сильное ядерное взаимодействие. Это основная сила, которая удерживает нуклоны вместе, образуя ядро. Ядерные силы, являющиеся проявлением сильного взаимодействия, обладают следующими свойствами:

• Являются силами притяжения, которые значительно превосходят силы электростатического отталкивания между протонами. Сильное взаимодействие примерно в 100-1000 раз мощнее электромагнитного.
• Это короткодействующие силы. Они проявляются только на очень малых расстояниях, сопоставимых с размером нуклона (порядка $10^{-15}$ м). На больших расстояниях их действие стремительно ослабевает до нуля.
• Обладают свойством зарядовой независимости. Это означает, что силы притяжения между двумя протонами, двумя нейтронами или между протоном и нейтроном примерно одинаковы (без учета кулоновского отталкивания).

2. Электромагнитное взаимодействие. Поскольку протоны являются положительно заряженными частицами, между ними действуют кулоновские силы электростатического отталкивания. Эти силы стремятся разрушить ядро. В отличие от короткодействующих ядерных сил, электромагнитные силы являются дальнодействующими. В легких ядрах они значительно слабее ядерных, но в тяжелых ядрах с большим числом протонов их суммарное действие становится существенным и приводит к нестабильности ядра.

3. Слабое ядерное взаимодействие. Эта сила не участвует непосредственно в удержании нуклонов, но отвечает за их взаимные превращения. Например, благодаря слабому взаимодействию происходит процесс бета-распада, когда нейтрон в ядре превращается в протон (или протон в нейтрон), испуская электрон (или позитрон) и антинейтрино (или нейтрино). Это взаимодействие значительно слабее сильного и электромагнитного.

4. Гравитационное взаимодействие. Нуклоны обладают массой, поэтому между ними действуют и гравитационные силы притяжения. Однако в масштабах ядра эти силы пренебрежимо малы по сравнению с тремя другими видами взаимодействий (гравитационное взаимодействие примерно в $10^{38}$ раз слабее сильного), поэтому их влиянием при рассмотрении структуры ядра обычно пренебрегают.

Таким образом, основную роль в ядре играют сильное и электромагнитное взаимодействия, которые конкурируют друг с другом.

Ответ: Между нуклонами в ядре действуют: сильные ядерные силы (притяжение, удерживающее ядро), электромагнитные силы (отталкивание между протонами), слабые ядерные силы (вызывающие превращения нуклонов) и пренебрежимо малые гравитационные силы (притяжение).